SE465369B - Jaernhaltig glukosisomerasprodukt samt foerfarande foer framstaellning daerav - Google Patents

Description

15 20 25 50 35 40 2 Tillsašëen av ett upplöst järnsalt till födosyrupen är emellertid förknippad med praktiska svårigheter. För det första innebär tillsatsen till födosyrupen en doseringsprocess. Vidare måste tillsatsen utsättas för löpande kontroller genom kemiska analyser av födosyrupen, innan den tillföres till isomeriserings- reaktorn. Slutligen är det sannolikt, att enzymproduktens mätt- nadspunkt uppnås under loppet av en kolonnfyllningslivstid, ef- tersom enzymproduktens kapacitet med avseende på bindning av järn- joner antingen är mycket låg eller i varje fall är begränsad. När mättnadspunkten är uppnådd, kommer järnsaltet att börja sippra ut i produktströmmen. Närvaron av järnjoner i produktsyrupen kan ge upphov till färgbildning i sådan omfattning, att det blir nödvän- digt att avlägsna dessa, t.ex. genom jonbyte, vilket är en pro- cess som ytterligare ökar upparbetningskostnaderna. Sammantaget är tillsatsen av järnsaltet till födosyrupen ofördelaktig. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en enzymprodukt, där järnsaltet är införlivat i enzymprodukten. Den- na princip är i allmänhet mera fördelaktig, speciellt om järnet förblir så fast bundet, att det praktiskt taget inte förekommer utsippring av järnjoner från enzymprodukten under dennas prak- tiska livstid.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas ett förfarande för aktivering av en cellmassaprodukt av glukosisomeras, vilket förfarande utmärkes av att man på basis av cellmassaproduktens innehåll av torrt material (torrhalt) införlivar minst 0,05 vikt-% järn i form av ett ogiftigt, vattenlösligt järnsalt, varefter man omvandlar cellmassaprodukten till en partikelformig produkt och torkar densamma till bildning av en enzymprodukt, som enbart skall genomgå en uppblötning innan den användes vid isomeriseringsprocessen.

Enligt en speciell utföringsform av föreliggande uppfinning införlivas järnet i cellmassaprodukten av glukosisomeras i form av ett järnsalt i fast tillstånd.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfin- ning åstadkommas ett förfarande för aktivering av en cellmassapro- dukt av glukosisomeras, vilket förfarande utmärkes av att man räk- nat på enzymproduktens innehåll av torrt material införlivar minst 0,05 vikt-% järn i form av ett ogiftigt, vattenlösligt järnsalt i en cellmassaprodukt av glukosisomeras framställd enligt den ameri- kanska patentskriften 5 980 521, varefter man omvandlar cellmassa- produkten till en partikelformig produkt och torkar densamma till bildning av en enzymprodukt, som endast skall genomgå en uppblöt- 10 15 20 25 }O 55 40 465 369 ning innan den användes vid isomeriseringsprocessen.

Enligt en speciellt föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning införlivas järnet i cellmassaprodukten av glukosisome- ras, framställd enligt den amerikanska patentskriften 5 980 521, i form av ett järnsalt i fast tillstånd.

Enligt den mest föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning användes en cellmassaprodukt av glukosisomeras, som är framställd genom homogenisering enligt den amerikanska patent- skriften 5 980 521.

Uppfinningen avser även en torkad, partikelformig cellmassa- produkt av glukosisomeras, vari man räknat på cellmassaproduktens torrhalt har införlivat minst 0,05 vikt-% järn i form av ett ogif- tigt, vattenlösligt järnsalt. Enligt en föredragen utföringsform är cellmassaprodukten framställd enligt den amerikanska patent- skriften 5 980 521.

En1igt;fireliggande uppfinning åstadkommes sålunda en parti- kelformig produkt, som utan vidare åtgärder är lämpad för uppblöt- ning i glukossyrup innan den användes för isomerisering.

I praktiskt avseende representerar användningen av ett järn- salt som aktiveringsmedel i en glukosisomerasprodukt ett betydel- sefullt framsteg i förhållande till den kända tekniken, eftersom närvaron av små mängder järnsalt i produktsyrupen icke torde an- ses medföra giftighet. Dessutom är en rad järnsalter tillgängliga i kvaliteter, som är godkända för användning i livsmedel. Närvaron av en mängd av några få ppm av ett järnsalt i produktsyrupen är tillåten.

Glukosisomeras är ett intracellulärt enzym, som inte nöd- vändigtvis behöver isoleras från mikroorganismen för att en aktiv enzymprodukt skall erhållas (se t.ex. de amerikanska patentskrif- terna 5 821 086, 5 779 869 och 5 980 521). I föreliggande beskriv- ning användes uttrycken "cellmassaprodukt" och "partikelformig cellmassaprodukt" i samband med produkter och partiklar härav, som är bildade eller på annat sätt framställda utgående från mik- roorganismens cellmaterial genom behandling med organiska reagen- ser, t.ex. glutaraldehyd, proteiner eller agglomererande medel, t.ex. polyelektrolyter. Räknat på viktbasis representerar glukos- isomerasinnehållet i cellmassaprodukten i allmänhet en mycket ringa del av produkten som helhet.

Det har nu visat sig, att cellmassaprodukter av glukosiso- meras uppvisar förmåga att binda väsentliga mängder järn, och vi- 10 15 20 25 50 55 40 465 369 dare att längre tids kontakt mellan glukosisomerasprodukten och födo- och/eller produktsyrup på sin höjd medför mycket små för- luster av järn. Den mängd järn, som kan införlivas i cellmassa- produkten, överstiger vida den mängd, som är nödvändig för akti- vering av glukosisomeraset.

Speciellt har det visat sig möjligt att införliva ogiftiga, vattenlösliga järnsalter i fast tillstånd i cellmassaprodukten i samband med att denna överföres i partikelform, t.ex. omedelbart före en extruderingsprocess. Under lämpliga betingelser är det också möjligt att införliva järnsalterna i form av koncentrerade vattenlösningar.

Föreliggande uppfinning avser en torkad, partikelformig cellmassaprodukt, i vilken man räknat på viktbasis har införlivat minst 0,05%, vanligen från 0,05 till 2,0%, järn i form av ett ogiftigt, vattenlösligt järnsalt. Införlivandet av mera än 2,0 vikt-% järn är möjligt men uppfyller inte något praktiskt ändamål.

Det föredragna järninnehållet ligger inom området från 0,2 till 0,5 vikt-%, företrädesvis från ca 0,2 till 0,25 vikt-%.

Enbart en ringa mängd eller inget av det järn, som är in- förlivat i cellmassaprodukten i en mängd av från 0,05 till 2,0%, kommer att gå över i produktsyrupen under enzymets praktiska livs- tid. I realiteten är den järnhaltiga enzymprodukten i stånd till att ytterligare uppta järn från en järnhaltig syrup. Exempelvis kan en födosyrup, som tillföres isomeringseringskolonnen med ett järninnehåll av 4 ppm, mycket väl lämna denna som produktsyrup med ett järninnehåll av mindre än l ppm.

I praktiken har det visat sig, att ökad produktivitet och/ eller förbättrad stabilitet hos glukosisomerasprodukten kan upp- nås genom ytterligare inblandning av andra fasta ämnen i cellmas- saprodukten. I speciell grad har den inledande pH-sänkning, som uppträder l-2 dagar efter det att en ny kolonn fylld med färsk enzymprodukt har tagits i bruk, vållat vissa problem. En sänk- ning av kolonnfyllningens pH-värde är oönskad, eftersom detta befrämjar en krympning av kolonnfyllningen, vilket i sin tur kan medföra kanalbildning. En ytterligare följd härav kan bli en ned- gång av aktiviteten och, i allvarligare fall, av stabiliteten hos enzymprodukten. Ett införlivande av från 0,5 till 5,0 vikt-% mag- nesiumoxid, räknat på cellmassaprodukten torrhalt, har visat sig kunna nedbringa den inkfiande pH-sänkningen i väsentlig grad och sålunda åstadkomma ett relativt stabilt pH-värde hos produkt- 10 15 20 25 jO 55 40 465 369 syrupen. Dessutom har en tillsats till förblandningen av glukos i fast form (t,ex.5glukosmonohydrat) i mängder av 2-15% räknat på cellmassaproduktens torrvikt visat sig vara önskvärd, därige- nom att glukosen i huvudsak verkar som ett utspädningsmedel vid torrblandningsprocessen.

Enligt en föredragen utföringsform framställes en förbland- ning av det vattenlösliga järnsaltet i fast tillstånd med magne- siumoxid och glukos, varefter denna blandas upp i cellmassapro- dukten före extruderingsprocessen, som leder till den partikel- formiga produkten.

Förfarandet enligt uppfinningen omfattar ett införlivande av vilket som helst ogiftigt, vattenlösligt järnsalt i cellmassa- produkten. Följande järnsalter är emellertid föredragna: Ferrisulfat Ferripyrofosfat Ferriklorid Ferrosulfat Ferricitrat Ferroaktat Ferriammoniumoitrat Ferrocitrat Ferrinitrat Ferroaoetat Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj i anslut- ning till nedanstående exempel.

I exemplen användes följande terminologi: Definition av aktivitet.

Enheten för enzymaktivitet definieras som den mängd enzym, som katalyserar omvandlingen av glukos till fruktos med en begyn- nelsehastighet av l mikromol fruktos per minut under givna reak- tionsbetingelser.

Bestämning av aktivitet.

Aktiviteten bestämmes under följande betingelser: Födosyrup 40 vikt-% upplöst glukos pH hos födosyrup 8,5 Mg” o, 004 M Temperatur 65OC Kolonnens diameter X höjd 2,5 x 35 om Vätskeströmmens riktning nedåt Aktiviteten uttryckes i IGIC-enheter per gram enzymprodukt.

Vid långtids-isomeriseringsförsök anpassas kurvorna efter aktivitetens avtagande till exponentialkurvor med följande formel: A = AO x e_b X t, vari t är tiden i timmar efter isomeriseringsprocessens start, A och AO är aktiviteterna vid tiden t respektive O, och b är en 10 15 20 25 30. 35 465 369 1 konstant med dimensionen h- .

Utgående från denna ekvation definieras halveringstiden i timmar som ln 2 Ti/2 = b Produktivitet.

Produktiviteten definieras som den mängd glukos i kg per enzymprodukt, som under loppet av en given tid omvandlas till en blandning innehållande 45% fruktos.

I exemplen är produktiviteten beräknad enligt ovanstående ekvation efter en isomeriseringstid på 2 x T1/2. iëzäl Järninnehållet bestämmes enligt orto-fenantrolin-metoden (Nordisk Metodik Komitê for Levnedsmidler nr. 22, 1955, U.D.C. 664.7: 546.72).

Farg.

Färgintensiteten mätes enligt CIRF-metoden.

Färgstabilitet.

Färgstabiliteten bestämmes efter l timmes uppvärmning av produktsyrupen till l0O°C vid pH 4,2 enligt CIRF-metoden.

Den i exemplen använda magnesiumoxiden är en tung kvali- tet av typen ER/B från firman Pharmelko, Milano, Italien.

Förfarandet enligt uppfinningen belyses närmare i nedan- stående exempel. De med + markerade försöksbetingelserna avser jämförelseförsök.

Exempel l Tillsats av ferricitrat, ferrolaktat och ferrisulfat i samband med magnesiumoxid och glukos. Tillsats av ferrioxid.

En filterkaka framställes på samma sätt som beskrivits i Exempel V i den amerikanska patentskriften 5 980 521.

Kakan granuleras med hjälp av en oscillerande granulerings- apparat med en sikt med l cm hål.

Det grova granulatet innehåller ca 76% vatten (bestämt ge- nom torkning vid 1o5°c). Det delas 1 6 portioner.

+)A. 8,5 kg av den grova granulerade filterkakan extruderas med hjälp av en axiell extruderingsapparat, som är utrustad med ett filter med hål med en diameter av 0,8 mm. Extrudatet torkas i fluidiserat tillstånd med luft vid en temperatur av 60-6500 till ett vatteninnehåll på ca 10%. i» 10 15 20 25 465 369 B. Till 8,5 kg av den grova granulerade filterkakan sättes en blandning av 20 g magnesiumoxid, 85 g glukosmonohydrat och 40 g ferricitrat med ett järninnehåll på 16%. Blandningen extruderas efter noggrann blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

C. 8,5 kg av det grova granulatet blandas med en blandning av 20 g magnesiumoxid, 85 g glukosmonohydrat och 40 g ferrolaktat med ett järninnehåll av ca 19%. Blandningen extruderas efter nog- grann blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

D. 8,5 kg av det grova granulatet blandas med en blandning av 20 g magnesiumoxid, 85 g glukosmonohydrat och 50 g ferrisulfat med ett järninnehåll av ca 20%. Blandningen extruderas efter noggrann blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

+)E. 8,5 kg av det grova granulatet blandas noggrant med en bland- ning av 20 g magnesiumoxid och 85 g glukosmonohydrat. Bhwmningen extruderas och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

+)F. 8,5 kg av det grova granulatet blandas noggrant med 25 g ferrioxid innehållande ca 58% järn. Blandningen extruderas och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

Produkterna siktas till bildning av en produkt med en korn- storlek mellan 0,55 mm och l,0 mm, och produkterna analyseras.

A I den utgående syrupströmmen mätes pH-värdet i prover, som tas efter 20 och 45 timmars förlopp. Före pH-bestämningen kyles proverna till 2500.

Tabell I Aktivitet % pH-värde i utgående âäít Funnet Korrigerat ÖK" syrup efter IGIC/g IGIC/g ning 20 timmar 45 timmar +)A 246 246 o 6,68 7,62 B 507 526 55 7,99 8,20 C 296 515 28 7,60 7,98 D 308 328 53 7,90 8,14 +)E 254 267 8 7,99 8,20 +)F 257 260 6 6,86 7,65 5 10 15 20 25 :<2 465 369 Såsom framgår av Tabell I uppnår man endast genom tillsats av lösliga järnföreningar en aktivitetsökning av betydelse. Vid tillsats av ferrioxid får man enbart en ökning på ca 6%, vilket skall jämföras med ca 50% för de lösliga salterna.

Exempel 2 Tillsats av magnesiumoxid + glukos och magnesiumoxid + glukos + järnsalt.

En filterkaka framställes på samma sätt som beskrivits i Exempel V i den amerikanska patentskriften 5 980 52l. Filterkakan granuleras med hjälp av en oscillerande granuleringsapparat, som är försedd med en sikt med l cm hål.

Det grova granulatet innehåller ca 79% vatten. Det uppdelas i 5 portioner om 8,5 kg.

+)A. 8,5 kg extruderas och torkas på samma sätt som beskrivits i Exempel lA utan tillsats av tillsatsmedel.

+)B. Till 8,5 kg granulat filterkaka sättes 25 g magnesiumoxid.

Man extruderar efter noggrann blandning och torkar på samma sätt som beskrivits under punkt A.

+)C. Till 8,5 kg granulerad filterkaka sättes 25 g magnesium- oxid och 200 g glukosmonohydrat. Man extruderar efter blandning och torkar på samma sätt som beskrivits under punkt A.

+)D. Till 8,5 kg granulerad filterkaka sättes en blandning av 25 g magnesiumoxid och 500 g glukos. Man extruderar efter bland- ning och torkar.

E. 8,5 kg filterkaka blandas med en blandning av 25 g magne- siumoxid, 200 g glukosmonohydrat och 40 g ferrisulfat innehållan- de ca 20% järn. Blandningen extruderas därefter och torkas.

De torkade produkterna siktas till bildning av en produkt med en kornstorlek av mellan 0,55 mm och 1,0 mm, och produkten analyseras.

I den utgående syrupen mätes pH-värdet i prover, som tas efter 20 och 45 timmar, och som är avkylda till 2500. 10 15 20 25 465 369 Tabell II. t_ ' Aktivitet pH-värde i utgå- % lll' Korrigerat för H% ende syrup efter Pro' satt Funnet tillsatt inak- Ok' dukt mate' 1010/g tivt mater1a1 ning 20 tim" 45 tim' +)A 0 220 220 6,85 7,40 +>B 1 222 224 2 8,18 8,25 +)0 10 216 240 9 8,14 8,22 +)D 14 216 251 14 8,15 1,21 E 12. 272 2 509 40 8,15 8,27 Såsom framgår av Tabell II erhåller man enbart vid tillsats av ett järnsalt en signifikant ökning av aktiviteten.

Exempel 5 Tillsats av ferrioitrat, ferripvrofosfat, ferriammoniumcitrat och ferrosulfat. , En grov granulerad filterkaka med ca 76% vatten som i Exempel 1 delas i 6 portioner om vardera 8,5 kg.

+)A. 8,5 kg granuerad filterkaka extruderas och torkas på samma sätt som beskrivits i Exempel 1 till bildning av en jämförelse- produkt. 7 B. Till 8,5 kg av det grova granulatet sättes en blandning av 25 g magnesiumoxid, 25 g ferricitrat med ca 16% järn och 250 g glukosmonohydrat. Granulatet extruderas efter noggrann blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

C. 8,5 kg av det grova granulatet extruderas och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A efter tillsats av 25 g magnesiumoxid, 50 g ferricitrat och 250 g glukosmonohydrat.

D. 8,5 kg av det grova granulatet behandlas på samma sätt som beskrivits under punkt C, varvid dock de 50 g ferricitrat ersättes med 50 g ferripyrofosfat med ett järninnehåll av ca 12%.

E. Till 8,5 kg av det grova granulatet sattes 25 g magnesium- oxid, 250 g glukosmonohydrat och 30 g ferriammoniumcitrat med ett järninnehåll av ca 15%. Granulatet extruderas efter noggrann blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A.

F. Till den sista portionen på 8,5 kg sättes 25 g magnesium- oxid, 250 g glukosmonohydrat och 50g ferrosulfat med ett järninne- håll av ca 50%. Granulatet extruderas efter mggnum.blandning och torkas på samma sätt som beskrivits under punkt A. 10 15 20' 25 10 465 569 De torkade produkterna siktas till bildning av en produkt med en kornstorlek av mellan 0,55 mm och l,0 mm, och de utvunna produkterna analyseras. Den utgående syrupens pH-värde bestämmes efter 20 och 45 timmars förlopp.

Tabell III.

Pro_ Aktivitet % pH-värde i utgående e dukt Funnet Korrigerat ök- SYPUD Sffier IGIC/g IGIQ/g ning 20 timmar 45 timmar +)A' 229 229 o 6,64 7,25 B 261 293 28 7,90 8,24 c 273 506 34 7,84 8,22 D 266 299 31 7,79 8,19 E 268 301 31 7,70 8,14 F 263 295 29 7,87 8,03 Man kan inte påvisa någon signifikant skillnad vad beträffar de använda järnsalternas aktiverande effekt.

+)Exempel 4 Magnesiumoxidtillsatsens effekt på pH-sänkningen, aktiviteten och stabiliteten.

Q, Tre enzymprodukter framställdes på samma sätt som beskrivits i Exempel 1. Till den grova granulerade filterkakan sättes magne- siumoxid i en mängd, som är tillräcklig för att ge produkter med följande magnesiumoxidinnehåll i de torkade slutprodukterna: Produkt Bl: inget tillsatsmedel.

Produkt B2: 2% magnesiumoxid.

Produkt B5: 5% magnesiumoxid.

Isomeriseringarna utföres i 60 mlzs med mantel försedda glaskolonner (h x d = 55 X 1,5 cm) under användning av 15 g av var och en av de tre produkterna. Isomeriseringsparametrarna är följande: Syrup: 45% (vikt/vikt) återupplöst glukos 5 Ingångs-pH: 8,0 Ü 0,1 - Mg++ satt till J syrup: 0,0008 M Temperatur: 6500.

Ett ingångs-pH på 8,0 är lägre än det värde, som vanligt- vis användes, och som betraktas som optimalt, men det användes här för att åskådliggöra magnesiumoxidtillsatsens verkan. 5 10 15 20 ll~ 465 569 Isomeriseringarna fortsättes till dess att produkterna har avtagit i aktivitet till en godtyckligt vald aktivitet av 20-25 /umol/min./g.

Följande resultat erhålles: Tabell IV ¶a) i.

Max. uppmätt - - - Produktivitet pro- _ , Processtid, Halveringstid, dukt aktivitet/efter timmar timmar efter 2 x Tl/2 antal timmar Bl 88/72 665 257' 369 B2 145/16 665 238 436 B3 124/16 378 161 253 pH-värdet för den från kolonnen utmatade syrupen anges nedan: Tabell IV a ii.

Pro_ O Timmar efter start dukt (uppfuktning) 17 42 70 140 250 350 665 Bl - 6,2 6,2 6,l 6,0 6,0 5,9 6,5 B2 8,4 7,4 7,0 6,7 6,4 6,2 6,2 6,9 BE 9:5 8:6 7:7 7:2 6:7 6:4 6:5 _ Det framgår av resultaten, att tillsatsen av 5% magnesium- oxid i början medfbr höga pH-värden i det utmatade materialet.

Detta har skenbar inverkan på den maximalt observerade aktiviteten samt på stabiliteten och produktiviteten i nedåtgående riktning.

I detta försök, där isomeriseringen utföres vid ett inlopps- -pH på 8,0, erhålles högre maximal aktivitet och produktivitet vid användning av 2% magnesiumoxid, jämfört med de fall då inga till- satsmedel förekommer. b¿ För optimering av tillsatsen av magnesiumoxid framställes på samma sätt som beskrivits i Exempel l ytterligare fyra produkter.

Innehållet av tillsatsmedel i de torkade produkterna är: A: ingen magnesiumoxid B: O,5% magnesiumoxid + 9% glukos C: 1% magnesiumoxid + 9% glukos D: 2% magnesiumoxid + 9% glukos.

Isomeriseringarna utföres i 60 mlzs med mantel försedda glaskolonner (h x d = 35 x 1,5 cm) under användning av följande parametrar: 10 15' 20 12 465 369 Syrup: 45% (vikt/vikt) återupplöst glukos Inlopps-pH: 8,4 f 0,1 Mg++ satt till syrup= 0,0016 M Temperatur: 6500.

Isomeriseringarna fortsättes i 551 timmar. Följande resultat erhålles: _ .

Tabell IV §b) i.

Pro- Max. upmätt akti- Aktivitet efter Produktivitet efter dukt vitet/efter timmar 351 timmar 551 timmar Å 103/67 79 597 B 105/18 75 384 C 105/18 72 571 D 98/18 65 554 Vid bestämning av utlopps-pH-värdet för syrupen från kolon- nen erhålles de i tabellen angivna värdena: Tabell IV fb) ii.

Pro- Antal timmar efter start dukt 19 43 67 140 210 505 A 6,6 6,7 7,0 7,5 7,4 7,2 B 7,1 7,0 7,5 7,5 7,5 7,1 C 7,4 7,6 7,7 7,6 7,6 7,2 D 8,4 8,0 7,8 7,6 7,5 7,2 Resultaten visar ingen större skillnad i aktivitet, stabili- tet eller produktivitet mellan de fyra produkterna. Inverkan erhål- les på utlopps-pH-värdena. Vid tillsats av 1% magnesiumoxid fås nästan konstant utlopps-pH under försöket, och det är därför den föredragna nivån för tillsatsen. Tillsats av både 0,5 och 2% magne- siumoxid har jämfört med jämförelseförsöket inverkan på utlopps- -pH-värdet, men i bägge fallen sker vissa pH-ändringar under lop- pet av de första 150 timmarna.

Exempel 5 Isomeriseringsförsök.

En grov granulerad filterkaka, som har framställts på samma sätt som beskrives i Exempel V i den amerikanska patentskriften 5 980 521, användes till följande produkter. Filterkakan innehål- ler ca 77% vatten.

[J- å? Ul 10 15 20 25 :q +)41o/A; *)41o/B: 410/C: 410/D: +)41o/E: 13 ' 465 369 Ingen tillsats. ca 19 viktdelar av blandning 1 sattes till ca 90 vikt- delar, räknat på torrhalten av filterkakan. Blandning l består av 100 delar glukos och 8 delar-magnesiumoxid.

Ca 2 viktdelar av blandning 2 sättes till ca 98 viktde- lar av filterkakan, räknat på torrhalten. Blandning 2 består av lOO delar glukos, 10 delar magnesiumoxid och 12 delar ferrisulfat.

Ca 7 viktdelar av blandning 2 sättes till ca 95 viktde- lar av filterkakan, räknat på torrhalten.

Ingen tillsats. ' Blandningarna 4lO/A - 410/E extruderas därefter genom en sikt med 0,8 mm hål och torkas därefter i fluidiserat tillstånd till en vattenhalt av ca lO%.

Järninnehållet i de fem slutprodukterna bestämmes: 4lO/A: 0,04% 410/B: 0,0j% 410/C: 0,08% 410/D: 0,18% 410/EI Ö,O4%.

Isomeriseringar utföres med material från produkterna 4lO/A, 410/B, 410/D och 4lO/E under följande betingelser: Syrup: 45% (vikt/vikt) återupplöst glukos Inlopps-pH: 8,4 É O,l Mg Mg++; o,oo16 M Temperatur: 62OC Kolonnstorlek: höjd: 40 cm diameter: 5,8 cm volym: l liter Enzymvikt: 260 g.

Enzymet uppfuktas i 2 timmar vid rumstemperatur i den ovan angivna syrupen, varvid man dock använder ett pH-värde av 8,0, och packas därefter i kolonnen.

Följande resultat erhålles: 14 465 369 Tabell v ga).

Total Utlopps-pH Halve- Produkti- MaX- för- efter timmar ringstid vitet ef- Pro- uppmätt söks- Tl/2 ter dukt aktivi- tid, _ 2 T tet timmar 21 48 92 tlmmaf tišmaš/2 410/A 158 1295 6,9 6,8 7,2 ' 842 1880 410/B 155 956 7,4 7,7 8,0 818 1790 410/D 202 1316 7,3 7,5 7,7 845 2295 410/E 151 1147 6,9 6,9 7,7 828 1755 Koncentrationen av järn i den från dessa kolonner utmatade syrupen bestämmes.

Tabell V §b).

Fe ppm) i utgående syrup Produkt 2,5 timmar 21 timmar 27 timmar efter start efter start efter start 410/A <1 <1 <1 41w® ' <1 <1 <1 410/D ca <1 <1 <1 410/E 8 <1 <1 <1 Ytterligare ett isomeriseringsförsök utföres med material från produkterna 410/C, 410/D och 410/E under användning av föl- 5 jande betingelser: Syrup 45% (vikt/vikt) återupplöst glukos Inlopps-pH: 8,4 É 0,1 Mg++= o,oo16 M Temperatur: 6500 10 Kolonnstorlek: höjd: 20 cm diameter: 2,5 om volym: 100 ml Enzymvikt: 20 g.

Enzymet uppfuktas i 1 timme vid rumstemperatur i den ovan 15 angivna syrupen och packas därefter i kolonnen.

Följande resultat erhålles: ull i) IJ: å. 15 465 369 Tabell V go).

Max Total Utlopps-pH Halve- Produkti- _ 'H för- efter timmar rings- vitet ef- tid, T 2 X T tet timmar 17 45 200 1/2 1/2 timmar timmar 410/0 210 900 7,0 7,8 8,1 512 1510 410/D 250 900 7,5 8,0 8,2 484 1725 410/E '190 900 6,9 7,4 8,2 485 1340 Koncentrationen av järn i den från dessa kolonner utgående syrupen bestämmes.

Tabell V §d2.

Pro_ Fe (opm) i utgående syrup dukt O timmar 24 timmar 72 timmar 140 timmar 850 timmar (uppfuktning)efter start efter start efter start efter=sünt 410/0 0,8 410/D 3,6 <0,5 <0,5 <0,5 410/E CIBF-färgen för den från dessa kolonner utgående syrupen bestämmas.

Tabell V §e2.

CIRF-färg hos syrupen PTOÖUKÜ O timmar 24 timmar 72 timmar (unpfuktning) efter start efter start 410/0 0,266 0,030 0,019 410/D 0,247 0,036 0,020 410/E 0,232 0,036 0,022 Som jämförelse kan nämnas att CIRF-färgen för tre prover av den under denna period använda födosyrupen bestämdes till 0,019, 0,012 och 0,014.

Färgstabiliteten hos den från dessa kolonner utgående syrupen bestämmas.

Tabell V §f).

Färgstabilitet hos syrupen Produkt O timmar 24 timmar 72 timmar (uppfuktning) efter start efter start 410/0 0,21 0,040 0,014 410/D 0,21 0,050 0,017 410/E 0,22 0,044 0,017 10 15 20 25 50 16 465 569 Som jämförelse bestämdes färgstabiliteten hos tre prover av den under denna period använda födosyrupen. Resultaten var 0,004, 0,002 och 0,004.

Järninnehållet i enzymprodukterna bestämmes före och efter användningen. f! Tabell V gg).

U fr 20 g 410/C 16 0 24 410/13 36 42 Ino/E 8 14 Det torde observeras, att järninnehållet efter 900 timmars förlopp är högre än vid försökets början. Enzymet adsorberar där- för järn från födosyrupen. Eftersom järn inte sattes till den i dessa försök använda födosyrupen, härrör det av enzymet adsorbe- rade järnet från spår av järn, som naturligtvis finns närvarande i lösningarna av kristallinisk glukos. Vid analys av järninne- hållet i den 45%-iga (vikt/vikt) återupplösta glukossyrupen fås under 0,5 ppm järn, ca 0,1 ppm järn. Under loppet av de 900 tim- mar, under vilka försöket med dessa kolonner fortgick, ledde ca ß 75 kg syrup genom varje kolonn innehållande 20 g enzym. Om den genomsnittliga järnkoncentrationen i födosyrupen är 0,1 ppm, blir det totala järninnehållet i födosyrupen ca 7,5 mg.

Detta svarar väl mot den mängd, som under försöket upptas av enzymprodukterna.

Slutsats.

Tillsatsen av magnesiumoxid har en signifikant inverkan på utlopps-pH-värdet i perioden mellan 0 och 100 timmar efter försö- kets start. Med magnesiumoxid, d.v.s. såsom i försök 410/B och 410/D, är utlopps-pH-värdet 0,5 - 1,0 enheter högre än utan magnesiumoxid, d.v.s. som i försök 410/A och 410/E.

Vid tillsats av järnsalt - såsom i försök 410/D - ökar ak- tiviteten utan att stabiliteten försämras, och totalt erhålles en ökning av produktiviteten på mellan 20 och 50%.

Tillsats av mindre mängder magnesiumoxid och järnsalt - som i försök 410/C - ger en mindre ökning av utlopps-pH-värdet och en mindre ökning av produktiviteten, men dessa ökningar är signifikanta. 10 .l5 20 25 17 465 569 Exempel 6 Jämförelse mellan ferro- och ferrisalter.

En blandning av järnsalt, glukos och magnesiumoxid sättes till prover av grova granulerade filterkakor, som är framställda på samma sätt som beskrivs i Exempel V i den amerikanska patent- skriften 3 980 521. Blandningen behandlas därefter dessutom ge- nom att den extruderas genom en sikt med 0,8 mm hål och därefter genom torkning som fluidiserad massa till ett vatteninnehåll av ca 10%. Produkten och mängden av förblandningen bestående av järnsalt, glukos och magnesiumoxid är sådan, att man erhåller slutprodukter med följande sammansättningar: Tabell VI §a2.

Produkt Järnsalt Glukos Magnesiumoxid IG 403 II C l,2% ferri- 8% 1% sulfat IG 403 II D l,2% ferro- 8% 1% sulfat IG 405 II E Inget 8% 1% Vid analys av produkterna fås följande resultat för det egentliga järninnehället: IG 405 II G: 0,22% IG 405 II D: 0,27% IG 403 II E: 0,05%.

Isomeriseringarna utföres under följande betingelser: Syrup: 45% återupplöst glukos Inlopps-pH: 8,4 É 0,1 Mg++= o,oo16 M Temperatur: 6500 Kolonnstorlek: höjd: 20 cm diameter: 2,5 cm volym: 100 ml Enzymvikt: 20 g.

Enzymet uppfuktas i l timme vid rumstemperatur i ovan- nämnda syrup och packas därefter i kolonnen.

Följande resultat erhålles: 10 15 20 465 569 Tabell VI gb).

Total Halverings- Produktivitet Max. I I tid efter Produkt I forsoks- T “ppWa?t tid, 1/2, 2 X TI/2 aktlvltet timmar timmar timmar IG 405 II c 290 755 482 2093 IG 403 II D 274 755 467 1914 IG 405 II E 254 755 431 1635 Järninnehållet i enzymprodukterna bestämmes före och efter användningen.

Tabell VI 10). mg 4:: :tisïâ 2° g pasïëâßëëënfiimmar IG 405 II C 44 52 IG 403 II D 54 68 IG 405 II E 10 l6 Järninnehållet ökar litet under försöket, vilket tyder på att produkterna adsorberar järn från i den återupplösta glukosen närvarande spår av järn.

Slutsats.

Vid tillsats av antingen ferro- eller ferrisulfat ökas ak- tiviteten och produktiviteten hos enzympreparatet.

Exempel 7 Påvisande av järnmättnad.

En grov granulerad filterkaka, som är framställd på samma sätt som beskrivits i Exempel V i den amerikanska patentskriften 5 980 521, användes till följande produkter: 415/A: 415/B: Ingen tillsats.

Ca 10 viktdelar av blandning 2 sättes till ca 90 viktde- lar av filterkakan, räknat på torrhaten. Filterkakan innehåller ca 77% vatten. Blandning 2 består av 100 delar _ glukos, 10 delar magnesiumoxid och 12 delar ferrisulfat.

Blandningarna 415/A och 415/B extruderas därefter genom ett filter med 0,8 mm hål och torkas sedan i fluidiserat till- stånd till ett vatteninnehåll på ca lO%.

Järninnehållet i de båda slutprodukterna bestämmes: 415/A: 415/B: O, 05% 0,26%.

OP (J 19 . 4655 3659 Isomeriseringar utföres med produkterna 415/A och 415/B under användning av följande betingelser: Syrupí 45% (vikt/vikt) återupplöst glukos Inlopps-pH: 8,5 Ü 0,1 5 Mg++= o,oo16 M Fe-innehåii= o,oooo7 M (4 ppm) Temperatur: 6500 Kolonnstorlek: höjd: 20 cm diameter: 2,5 cm 10 volym: 100 ml Enzymvikt: 20 g.

Enzymet uppblötes i syrupen i l timme vid rumstemperatur och packas därefter i kolonnen. Följande resultat erhålles: Tabell VII §a2.

Max. Tid för Total Halve- Produktivi- Pro- uppmätt uppnáende försöks~ ringstid tet efter di” äs... 'fw 2 X TV2 timmar * timmar timmar 415/A 272 l60 906 611 2560 415/B 275 20 906 547 2260 Koncentrationen av järn i den från dessa kolonner utmatade 15 syrupen bestämmes.

Tabell VII ¶b2. _ Fe (ppm)i utgående syrup vid Pro- O timmar - - - - dukt (uppfuktning) 20 timmar 70 timmar 550 timmar 900 timmar 415/A 415/B 7 <0,5 <0,5 <0,5 0,6 Järninnehållet i enzympreparaten bestämmes före och efter användningen.

Tabell VII gc).

Pro- mg järn i med 20 g enzym packad kolonn ÖUKÜ vid start efter 900 timmar 415/A 6 520 415/B 52 380 lO 15 20 25 465 569 ago Slutsats.

Försök 415/A ger 15% högre produktivitet än försök 415/B.

Det torde dock observeras, att försök 415/B innehåller ca 10 vikt-% icke-enzymmaterial. Räknat på basis av filterkaka in- 0 f nehållande det ursprungliga enzymet ger bägge produkterna så- lunda ungefär samma produktivitet. * Aktiviteten vid försök 415/A ökar under loppet av de första 160 timmarna av försöket. Detta står i motsats till vad som sker vid försök 415/B, där maximal aktivitet uppnås efter 20 timmars förlopp. Detta tyder på att det under försök 415/A långsamt sker en adsorption av järn från födosyrupen med en därav följande långsam aktivering. Denna långsamma aktivering är också orsak till den längre exponentionella halveringstid, som konstateras i samband med försök 415/A, d.v.s. aktivering och exponentiell nedbrytning sker samtidigt.

Under loppet av de 900 timmar, som försöket varar, ledes ca 90 kg syrup genom varje kolonn innehållande 20 g enzympro- dukt. Järninnehållet i denna syrup är 4 ppm. 90 kg syrup inne- håller därför 560 mg järn. Järninnehållet i de båda kolonnerna ökar med 314 och 528 mg. Den största delen av järnet i födo- syrupen avlägsnas således från enzymprodukterna. Det framgår * ..._._, av resultaten att efter 900 timmars förlopp järnnivån i den utgående syrupen börjar öka. Detta skulle kunna tyda på att enzymprodukterna närmar sig gränsen för sin förmåga att absor- bera järn.

Claims (6)

465 369 PATENTKRAV »U

1. l. Järnaktiverad, torkad, partikelformig cellmassaprodukt med ett innehåll av glukosisomeras, vilken produkt är framställd utgående från cellmaterial från Bacillus coagulans behandlat med glutaraldehyd, k ä n n e t e c k n a d av att det inför- livat däri finns minst 0,05 viktprocent järn i form av ett ogiftigt, vattenlösligt järnsalt.

2. a Förfarande för aktivering av en cellmassaprodukt med ett innehåll av glukosisomeras, vilken produkt är framställd utgående från cellmaterial från Bacillus coagulans behandlat med glutaraldehyd, k ä n n e t e c k n a t av att man räknat på cellmassaproduktens torrhalt införlivar minst 0,05 viktprocent järn i form av ett ogiftigt, vattenlösligt järnsalt.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att man införlivar järnsaltet i fast tillstånd i cellmassa- produkten med ett innehåll av glukosisomeras.

4. Förfarande enligt något av kraven 2-3, k ä n n e - t e c k n a t av att man efter införlivandet av järn omvandlar cellmassaprodukten till en partikelformig produkt och torkar denna till bildning av en enzymprodukt, som är förberedd för uppblötning före dess användning vid isomeriseringsprocessen.

5. Förfarænde enligt något av kraven 2-4, k ä n n e - t e c k n a t av ätt man räknat på cellmassaproduktens torr- halt tillsammans med järnsaltet införlivar minst 0,5 viktpro- cent magnesiumoxíd och minst 2% glukos i fast tillstånd.

6. Användning för isomerísering av glukos av en cell- massaprodükt" med ett innehåll av glukosisomeras, vilken produkt är framställd utgående från cellmaterial från Bacillus coagulans behandlat med glutaraldehyd, varvid det införlivat i cellmassa- produkten finns minst 0,05 viktprocent järn i form av ett ogif- tigt, vattenlösligt järnsalt.