SK289118B6 - Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov - Google Patents
Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov Download PDFInfo
- Publication number
- SK289118B6 SK289118B6 SK87-2021A SK872021A SK289118B6 SK 289118 B6 SK289118 B6 SK 289118B6 SK 872021 A SK872021 A SK 872021A SK 289118 B6 SK289118 B6 SK 289118B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- lactose
- galactoside
- lower alkyl
- mixture
- purification
- Prior art date
Links
- -1 alkyl galactosides Chemical class 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000008101 lactose Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 17
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 14
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 claims abstract description 12
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005918 transglycosylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 6
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000006098 transglycosylation Effects 0.000 claims abstract description 5
- WYUFTYLVLQZQNH-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-D-galactoside Natural products CCOC1OC(CO)C(O)C(O)C1O WYUFTYLVLQZQNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HOVAGTYPODGVJG-VOQCIKJUSA-N methyl beta-D-galactoside Chemical group CO[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O HOVAGTYPODGVJG-VOQCIKJUSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241000235070 Saccharomyces Species 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 12
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 6
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000005744 Glycoside Hydrolases Human genes 0.000 description 4
- 108010031186 Glycoside Hydrolases Proteins 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N (+)-Galactose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 1
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 1
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002021 butanolic extract Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010511 deprotection reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000000937 glycosyl acceptor Substances 0.000 description 1
- 239000000348 glycosyl donor Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000000774 hypoallergenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000000707 stereoselective effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Podstata spôsobu purifikácie nižších alkylgalaktozidov spočíva v tom, že zmes získaná po enzymatickej transglykozylácii laktózy, obsahujúca laktózu, glukózu, galaktózu, zvyškový alkohol a alkylgalaktozid, sa po odseparovaní alkoholu kultivuje s kvasinkami selektívne konvertujúcimi monosacharidy na etanol pri teplote 20 až 40 °C, hodnote pH 3,0 až 7,0 v prítomnosti laktózy s koncentráciou 3 až 25 % hmotn., pričom laktóza sa odstráni z vyfermentovaného média kryštalizáciou a následne sa požadovaný alkylgalaktozid získa štandardnými izolačnými postupmi.
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu purifikácie alkylgalaktozidov, pripravených enzymaticky z laktózy.
Doterajší stav techniky
Alkylglykozidy patria do skupiny neionogénnych biodegradovateľných činidiel s vysokou povrchovou aktivitou. Sú netoxické, hypoalergénne, nedráždia pokožku a navyše nezaťažujú životné prostredie. Vďaka ich skvelým čistiacim, peniacim, emulzifikačným a antimikrobiálnym účinkom majú široké uplatnenie pri potravinárskej výrobe, pri výrobe čistiacich prostriedkov, kozmetických prípravkov a tiež v oblasti farmaceutického priemyslu. Sú tiež veľmi stabilné v kyslom aj zásaditom prostredí a nereagujú v prítomnosti kyslíka. Ich vlastnosti priamo súvisia s dĺžkou uhlíkového reťazca. Veľkou výhodou je, že sa dajú ľahko biologicky odbúrať a že sa pripravujú z prirodzených obnoviteľných zdrojov, ako sú napríklad sacharidy a alkoholy (Das-Bradoo, S. a kol.: J. Biotechnol. 110, 2004, s. 273-285; Bilaničová, D. a kol.: Czech J. Food Sci. 28, 2010, 69-73).
Alkylglykozidy sa skladajú z hydrofilnej cukornej a hydrofóbnej alkoholovej zložky. Cukornou zložkou môžu byť mono-, di- alebo polysacharidy. Hydrofobicita molekuly je daná prítomnosťou alkoholov nasýtených/nenasýtených, lineárnych/rozvetvených. Primárne alifatické alkoholy s dĺžkou reťazca C1 až C5 sa využívajú na produkciu nižších alkylglykozidov.
Vo všeobecnosti je možné alkylglykozidy pripraviť chemickou alebo enzýmovou cestou. Chemická syntéza alkylglykozidov má niekoľko krokov a obvykle pri nej vzniká zmes anomérov z dvoch možných cyklických foriem glykozidov. Pri tzv. Fischerovej alkylácii vzniká najčastejšie zmes izomérov s prevládajúcou formou α-pyranozidu, a to pri použití glukózy aj galaktózy. Tým, že sa tvoria oba anoméry, sa však znižujú výťažky β-anoméru alkylglykozidu ako cieľového produktu a tiež to komplikuje proces jeho purifikácie. Táto reakcia je navyše časovo náročná, prebieha v podmienkach vysokých reakčných teplôt a v prítomnosti katalyzátorov s rôznym stupňom toxicity. Na to, aby pri použití chemických metód vznikli anomericky čisté glykozidy, je potrebná ochrana hydroxylovej skupiny sacharidov, aktivácia anomérneho uhlíka a následná deprotekcia, čo sú pomerne zdĺhavé a náročné kroky, ktoré chemickú prípravu alkylglykozidov znevýhodňujú a predražujú (Banková, E. a kol.: Biotechnol. Biotec. Eq. 20, 2006, s. 114 - 116; Bilaničová, D. a kol.: Czech J. FoodSci. 28, 2010, 69 - 73).
Čisté β-anoméry alkylglykozidov je možné pripraviť jednokrokovou enzýmovou syntézou z prekurzora sacharidu použitím glykozidáz. Glykozidázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú primárne hydrolýzu glykozidovej väzby. Enzymatická príprava alkylglykozidov prebieha na rozdiel od chemickej syntézy pri miernych reakčných podmienkach a vďaka enzýmom je regio- a stereoselektívna.
Okrem hydrolýzy glykozidovej väzby sú tieto enzýmy za určitých podmienok schopné katalyzovať aj jej vznik, a to prostredníctvom dvoch základných mechanizmov. Prvým je termodynamicky riadená reverzná hydrolýza a druhým transglykozylácia, ktorá je riadená kineticky. Tieto dva mechanizmy sa navzájom líšia použitím donora glykozylu. Pri reverznej hydrolýze je reaktantom monosacharid (napr. glukóza) a pri transglykozylácii je to glykozid (disacharid). Akceptorom glykozylu v reakcii je alkohol. Obe reakcie môžu prebiehať v jednofázovom alebo v dvojfázovom systéme (Ismail, A., Soultani, S., Ghoul, M.: J. Biotechnol. 69, 1999, s. 145 - 149). Posunutiu reakčnej rovnováhy smerom k tvorbe produktu pomáha zníženie aktivity vody v systéme. To však na druhej strane znižuje katalytickú aktivitu glykozidáz. Jedným z riešení je použitie dvojfázového systému, ale aj ten má určité obmedzenia (napr. nestabilita glykozidáz). V dvojfázovom systéme tvorí jednu fázu hydrofóbny alkohol a druhou - vodnou fázou je roztok sacharidu a enzýmu.
Syntéza nižších alkylgalaktozidov - metyl- etyl-, propyl- a čiastočne aj butyl-galaktozidov prebieha v jednofázovom vodnom systéme. V literatúre je ich enzymatická príprava dobre opísaná s využitím voľného aj imobilizovaného enzýmu - β-galaktozidázy (Hronská, H. a kol.: Biocatal. Biotransfor. 34, 2016, s. 219 - 225; Vera, C. a kol.: Process Biochem. 53, 2017, s. 162 - 171).
Izolácia a purifikácia čistého alkylgalaktozidu vyžaduje použitie extrakčných techník, chromatografických metód a postupov opakovanej kryštalizácie. Opísaná bola extrakcia zmesou acetón/voda, pričom podiel acetónu v zmesi sa postupne znižuje. Pri prvej extrakcii s 90 % (v/v) acetónom sa získal propylgalaktozid s čistotou 99 %, ale vo vodnej fáze ostáva ešte značné množstvo produktu, preto sa odporúčajú viacnásobné extrakcie (Vera, C. a kol.: Process Biochem. 53, 2017, s. 162 - 171).
Ďalší spôsob (patent JPH1189591A) uvádza prípravu a izoláciu etylgalaktozidu zo zmesi, ktorá obsahovala laktózu, β-galaktozidázu (Aspergillus oryzae) a kvasinky Saccharomyces cerevisie. Laktóza bola štiepená β-galaktozidázou na glukózu a galaktózu. Vznikajúca glukóza bola kvasinkami ihneď metabolizovaná na etanol, ktorý je potrebný na transglykozyláciu galaktózy v prítomnosti β-galaktozidázy. Po skončení reakcie bol etanol oddestilovaný. Neželané sacharidy boli odstránené zo zmesi pomocou aktívneho uhlia a následnou ionexovou chromatografiou. Po finálnom zakoncentrovaní a vysušení bol týmto spôsobom získaný kryštalický produkt etylgalaktozid s čistotou 99,2 %. Výhodou je, že zdroj alkoholu vzniká činnosťou kvasiniek priamo v reakčnej zmesi. Nevýhodou je zdĺhavá niekoľkodňová reakcia a nižšie celkové výťažky transglykozydačnej reakcie. Hlavnou príčinou sú rozdielne optimálne reakčné podmienky pre kvasinky a enzým, ktoré nie je možné zabezpečiť súčasne (Moriya, K., Nakamura, Z., Ozawa, O.: JPH1189591A, 1997).
Okrem toho sa v literatúre uvádzajú postupy využívajúce pri separácii alkylglykozidov extrakciu z reakčnej zmesi roztokov vody a NaCl a následnú vákuovú destiláciu extraktu, po ktorej sa získa príslušný alkylglykozid (Mingfu, M., Mingqing, C.: CN101239999, 2008) alebo iónové kvapaliny (Haoying, M., Rong, Z.:
CN105907821A, 2016).
Podstata vynálezu
Podstata spôsobu purifikácie nižších alkylgalaktozidov po enzýmovej transglykozylačnej reakcii podľa vynálezu spočíva v tom, že sa do reakčnej zmesi po inaktivácii enzýmu β-galaktozidázy pridávajú kvasinky produkujúce etanol, ale neskvasujúce laktózu a následne sa kultivujú pri teplote 20 až 40 °C, hodnote pH 3,0 až 7,0 v médiu v prítomnosti laktózy v koncentrácii 3 až 25 % hmotn., pričom po skončení kultivácie sa laktóza odstráni z vyfermentovaného média kryštalizáciou a následne sa získa požadovaný alkylgalaktozid bežnými izolačnými postupmi.
Po ukončení enzýmovej transglykolyzačnej reakcie ostáva v reakčnej zmesi okrem želaného produktu (alkylgalaktozid) nespotrebovaná laktóza, zvyškový alkohol a produkty hydrolýzy: glukóza, galaktóza, ktoré významne limitujú efektívnu izoláciu alkylgalaktozidov. Z uvedenej reakčnej zmesi sa odseparuje zvyškový alkohol. Po odstránení alkoholu sa separujú monosacharidy zo zmesi fermentačnými postupmi. Ako produkčné mikroorganizmy sa použijú kvasinky produkujúce etanol, ale ktoré neskvasujú laktózu, pričom je výhodné použiť kvasinky Saccharomyces cerevisiae (pekárenské droždie). Zmes po enzýmovej transglykolyzačnej reakcii sa skoncentruje tak, aby sa obsah laktózy v zmesi pohyboval v rozmedzí 3 až 25 % hmotn. Kultivácia prebieha samovoľne pri pH 3,0 až 7,0, a teplote 20 až 40 °C. Výhodné je udržiavať teplotu v rozmedzí 25 až 35 °C a pH v rozmedzí 5,5 až 6,0, čo sa v prípade potreby dosiahne prídavkom alkalicky reagujúcich roztokov, hlavne NH4OH, KOH, NaOH. Kultivácia prebieha bez prevzdušňovania, zmes sa iba mierne mieša (10 - 50 ot./min.), čo urýchľuje kvasný proces. Pri tomto režime kultivácie vykazujú kvasinky vysokú selektivitu konverzie D-glukózy a D-galaktózy na etanol pri minimálnej tvorbe organických kyselín a ďalších nežiaducich látok. Fermentácia sa uskutočňuje až do úplného vyčerpania monosacharidov a následne sa kvasinky odstránia zo zmesi (napr. centrifugáciou, mikrofiltráciou).
Zmes po fermentácii sa ďalej čistí bežnými priemyselnými postupmi, ako sú dekolorizácia (aktívne uhlie), odsolenie (elektrodialýza, ionovýmenná chromatografia) a pod. Laktóza sa odstráni zo zmesi s alkylglykozidom opakovanou kryštalizáciou. Následne sa príslušný alkylgalaktozid získa zo zakoncentrovaných vodných roztokov kryštalizáciou, prípadne extrakciou s využitím organických činidiel. Naprodukovaný alkohol je možné získať napríklad destiláciou z fermentačnej zmesi a opätovne ho využiť (napr. na prípravu etylgalaktozidov alebo v procese kryštalizácií). Podobne, laktóza získaná z reakčných zmesí kryštalizáciou je vhodná ako substrát na opätovné využitie v transglykozylačných reakciách.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
200 ml zmesi po enzymatickej transglykozylačnej reakcii (120 g/l laktózy, β-galaktozidáza BrennZyme (5 FCC U/cm3), 10 % (v/v) metanol, pH 4,5, teplota 30 °C, miešanie, 6 hod) obsahovalo 39 g/l laktózy, 47,8 g/l glukózy, 12,6 g/l galaktózy, 35,1 g/l metylgalaktozidu a nespotrebovaný metanol. Po úprave pH na hodnotu 8 - 9 sa zmes temperovala 15 minút pri teplote 80 - 90 °C a následne sa ochladila. Z reakčnej zmesi sa oddestiloval zvyškový metanol na vákuovej rotačnej odparke. Po odstránení metanolu sa pridal do tejto zmesi roztok kvasničného extraktu na výslednú koncentráciu 3 - 5 g/l a hodnota pH sa upravila na 6,5. Reakčná zmes sa následne pasterizovala 15 minút pri teplote 90 °C a nakoniec ochladila na teplotu 30 °C. Potom sa pridali do takejto zmesi kvasinky na výslednú koncentráciu 7 g/l. Selektívna fermentácia glukózy a galaktózy prebiehala 24 hodín pri teplote 25 °C až do vyčerpania monosacharidov, pričom obsah laktózy a metylgalaktozidu sa v priebehu fermentácie nemenil. Po ukončení fermentácie pH roztoku bolo 3,5 a následne sa upravilo roztokom KOH na 5,0. Bunková hmota sa odstránila centrifugáciou. Po odfarbení aktívnym uhlím a odsolení pomocou ionovýmennej chromatografie sa roztok obsahujúci laktózu a metylgalaktozid zakoncentroval a nezreagovaná východisková laktóza sa vykryštalizovala po prídavku metanolu zo 70 ml zmesi metanol/voda (75 %/25 %). Po odfiltrovaní laktózy sa filtrát zakoncentroval na olej a metylgalaktozid sa kryštalizoval z 24 ml 75 % vodného etanolu. Kryštály metylgalaktozidu (5,2 g) obsahovali menej ako 1 % nečistôt.
Príklad 2
100 L zmesi po enzymatickej transglykozylačnej reakcii obsahovalo 4,8 g/l laktózy, 16,8 g/l glukózy, 9,1 g/l galaktózy, 10,5 g/l etylgalaktozidu a nespotrebovaný etanol. Po úprave pH na hodnotu 8,7 (NH4OH) sa zmes temperovala 15 minút pri teplote 85 °C a následne sa ochladila na 40 °C. Po tomto kroku sa z reakčnej zmesi oddestiloval na vákuovej odparke zvyškový etanol a následne sa pridal roztok kvasničného extraktu na výslednú koncentráciu 5 g/l. Hodnota pH sa upravila na 5,5 - 6,0 roztokom KOH. Zmes sa potom temperovala 15 minút pri teplote 75 až 80 °C a po jej ochladení na 30 °C sa do nej pridali kvasinky na výslednú koncentráciu 5 g/l. Selektívna fermentácia glukózy a galaktózy prebiehala 20 až 24 hodín pri teplote 30 °C a pH 5,0 až 5,5 až do vyčerpania monosacharidov. Po ukončení fermentácie sa bunková hmota odstránila centrifugáciou. Zmes sa dekolorizovala prídavkom aktívneho uhlia (0,2 g/l), deionizovala pomocou elektrodialýzy, zakoncentrovala a nezreagovaná východisková laktóza sa vykryštalizovala z 35 l zmesi metanol/voda (75 %/25 %). Po separácii laktózy na vákuovom filtri sa filtrát zakoncentroval na sirup a etylgalaktozid sa kryštalizoval z 96 % vodného etanolu. Kryštály etylgalaktozidu (620 g) obsahovali menej ako 1 % nečistôt.
Príklad 3
100 L zmesi po enzymatickej transglykozylačnej reakcii obsahovalo 9,8 g/l laktózy, 15,6 g/l glukózy, 9,4 g/l galaktózy, 7,3 g/l propylgalaktozidu a nespotrebovaný propanol. Po úprave pH na hodnotu 8,8 sa zmes temperovala 15 minút pri teplote 85 °C a následne sa ochladila na 40 °C. Po tomto kroku sa z reakčnej zmesi na vákuovej odparke odstránil zvyškový propanol. Následne sa do zmesi pridal roztok kvasničného extraktu na výslednú koncentráciu 5 g/l a hodnota pH sa upravila po prídavku NaOH na 5,5 - 6,0. Reakčná zmes sa temperovala 15 minút pri teplote 75 °C a po jej ochladení na teplotu 35 °C sa pridali kvasinky na výslednú koncentráciu 10 g/l. Selektívna fermentácia glukózy a galaktózy prebiehala 15 hodín pri teplote 35 °C a pH 5,0 - 5,5 až do vyčerpania monosacharidov. Po ukončení fermentácie sa bunková hmota odstránila centrifugáciou. Po odfarbení média aktívnym uhlím (0,3 g/l) a odsolení pomocou elektrodialýzy sa roztok obsahujúci laktózu a propylgalaktozid zakoncentroval a extrahoval do n-butanolu (3 x 3,0 l) a po zakoncentrovaní butanolového extraktu sa nezreagovaná východisková laktóza vykryštalizovala z 2,5 l 96 % vodného etanolu. Po odfiltrovaní laktózy sa filtrát zakoncentroval na olej a propylgalaktozid sa kryštalizoval zo zmesi 2,5 l isopropanolu a 2,0 l etylacetátu. Kryštály propylgalaktozidu (530 g) obsahovali menej ako 1 % nečistôt.
Priemyselná využiteľnosť
Vynález je možné využiť pri priemyselnej výrobe nižších alkylgalaktozidov, ktoré majú využitie v potravinárskom, chemickom aj farmaceutickom priemysle.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1 . Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov, vyznačujúci sa tým, že zmes po enzymatickej transglykozylácii laktózy, obsahujúca laktózu, glukózu, galaktózu, zvyškový alkohol a alkylgalaktozid, sa kultivuje po separácii alkoholu zo zmesi s kvasinkami selektívne konvertujúcimi monosacharidy na etanol pri teplote 20 až 40 °C, hodnote pH 3,0 až 7,0 v prítomnosti laktózy s koncentráciou3 až 25 % hmotn., pričom laktóza sa odstráni z vyfermentovaného média kryštalizáciou a následne sa požadovaný alkylgalaktozid získa štandardnými izolačnými postupmi.
- 2. Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov podľa nároku 1, nižší alkylgalaktozid je metylgalaktozid.
- 3. Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov podľa nároku 1, nižší alkylgalaktozid je etylgalaktozid.
- 4. Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov podľa nároku 1, nižší alkylgalaktozid je propylgalaktozid.
- 5. Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov podľa nároku 1, vyzna vyzna vyzna vyzna čujúci čujúci čujúci čujúci sa tým, sa tým, sa tým, sa tým, že že že že kvasinkami selektívne konvertujúcimi monosacharidy na etanol sú kvasinky rodu Saccharomyces.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK87-2021A SK289118B6 (sk) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov |
| ES22178095T ES2972289T3 (es) | 2021-12-16 | 2022-06-09 | Módulo hidráulico para sistemas de calefacción con una bomba de calor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK87-2021A SK289118B6 (sk) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK872021A3 SK872021A3 (sk) | 2022-10-26 |
| SK289118B6 true SK289118B6 (sk) | 2023-09-27 |
Family
ID=83723779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK87-2021A SK289118B6 (sk) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2972289T3 (sk) |
| SK (1) | SK289118B6 (sk) |
-
2021
- 2021-12-16 SK SK87-2021A patent/SK289118B6/sk unknown
-
2022
- 2022-06-09 ES ES22178095T patent/ES2972289T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK872021A3 (sk) | 2022-10-26 |
| ES2972289T3 (es) | 2024-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0714905B1 (en) | Process for producing trehalose derivatives | |
| US5945314A (en) | Process for synthesizing oligosaccharides | |
| UA126434C2 (uk) | Ферментативний спосіб одержання тагатози | |
| CA2801258C (en) | Process for manufacturing tagatose and glucose | |
| GB2077269A (en) | Preparation of fructose polymers fructose and glucose | |
| US20230295679A1 (en) | Process for preparing alkyl polyglucosides, and alkyl polyglucosides obtained according to the process | |
| HU181413B (en) | Process for preparing a saccharide composition containing fructose from saccharose | |
| EP2598647B1 (en) | Process for producing glycosides of acrylate derivatives employing saccharides and glycosidases | |
| SK289118B6 (sk) | Spôsob purifikácie nižších alkylgalaktozidov | |
| US8580538B2 (en) | Enzymatic production of an ethylenically unsaturated glycoside | |
| JP3890744B2 (ja) | グルコースを出発原料としたｌ−リボースの製造方法 | |
| JP3370670B2 (ja) | α−グルコシド及びα−グルコシドエステルの酵素的製造方法並びにこのようにして得られた生成物の使用 | |
| KR930005871B1 (ko) | 당화합물의 제조방법 | |
| WO1998011247A1 (fr) | Procede de production de nucleotides de sucre et d'hydrates de carbone complexes | |
| US6562600B1 (en) | Production of cyclic alternan tetrasaccharides from oligosaccharide substrates | |
| EP0263955A2 (en) | Process for the production of panosyl derivatives | |
| JPH0873480A (ja) | 生物源からヌクレオチド活性糖を単離し、精製する方法 | |
| Thiem et al. | Glycoscience: synthesis of oligosaccharides and glycoconjugates | |
| JP2001292791A (ja) | Ｎ−アセチルラクトサミンの製造方法 | |
| EP1153930B1 (en) | Method for enzymatically hydrolysing mixtures of isomaltulose and trehalulose | |
| US5968783A (en) | Process for the preparation of sugar nucleotides | |
| JP2706941B2 (ja) | リパーゼ類の安定化剤 | |
| Slddiqui et al. | Isolation and characterization of oligosaccharides from honey. Part II. Trisaccharides | |
| JP2840772B2 (ja) | グルコースの増収方法 | |
| JPH04287692A (ja) | テアンデロースの製造法 |