SU1446161A1 - Способ получени L-лактата кали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  молочной кислоты из  блочной кислоть биотрансформацией с использованием иммобилизованных молочнокислых бактерий Lactobacillus casei. Цель изобретени  - повышение выхода и степени чистоты продукта. Биотрансформацию осуществл ют в оптимальных услови х. Субстратом  вл етс  монокалиева  соль  блочной кислоты (рИ 4,0-4,5), биотрансформатором клетки штаммов Z. casei В-536 (С) или № 1144, иммобилизованные включением в каррагенановый гель с помощью лактата натри . Указанные штаммы перед иммобилизацией вьфащивают на питательной среде, содержащей 4-5% дрожжевого ферментолизата и 0,3-0,5%  блочной кислоты, и биомассу отмывают лактатом натри  от компонентов питательной среды. Конверси   блочной кислоты в молочную составл ет 100%, получаемый L-лактат кали  не имеет примесей. 3 з.п. ф-лы, 5табл.

Description

4ii

G5

11

Изобретение относитс  к микробиологическим способам производства карбоновых кислот и касаетс  биотрансформации  блочной кислоты в молочную.

Молочна  кислота высокой степени чистоты примен етс  в производстве катализаторов синтеза этиленоксида. Полимеры на основе L-молочной кислоты и ее производных используютс  дл  получени  лекарственных препаратов . Хранить молочную кислоту целесообразно в виде ее соли - лактата кали .

Цель изобретени  - повьшение выхода и степени чистоты продукта.

Способ получени  L-лактата кали  осуществл ют следующим образом.

Штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus easel, Lactobacillus jugurti, Lactobacillus acidophilus и другие культивируют на пи тательной среде, содержащей в качестве источника углерода, азота и витаминов 4- 5% дрожжевого ферментолизата и 0,3 0,5% L- блочный кислоты, в течение 19 ч при и рН 6,0-6,5. .

Применение дрожжевого ферментоли зата способствует повышению выхода биомассы, а наличие в питательной среде L- блочной кислоты повьшает удельную активность ба ктериальньгх клеток в реакции  блочно-молочнокислого брожени . Сочетание указанных компонентов обеспечивает получение высокоактивного биокатализатора и позвол ет исключить операцию дополнительного наращивани  биомассы бактерий после их иммобилизации.

В табл. 1 приведены штаммы бактерий .

Из приведенных в табл. 1 штаммов бактерий оптимальными свойствами (выход биомассы и удельна  активность ) обладают штаммы Lactobacillu casei- В-536 (Ст,-,) и № 1144. Штаммы хран тс  в коллекции микроорганизмов ВНИИгенетики и селекции промьш - ленных микроорганизмов.

Полученную биомассу отдел ют от питательной среды центрифугирование клети полностью отмывают от компонетов питательной среды и иммобилизуют включением в каррагенановый гель Дл  этого к суспензии клеток в растворе лактата натри  добавл ют 5%- ный раствор каррагенана и провод т формирование гел  с помощью охлаж

0

5

0

161

5

0

5

0

5

0

2

денного 0,1-0,2 М раствора лггктата кали .

Проведение тщательного отделени  Г Иомассы от компонентов питательной среды и использование в процессе иммобилизации бактерий лактата натри  вместо обычно примен емого хлорида натри  позвол ют получить иммобилизованный биотрансформатор с минимальным количеством примесей и не содержащий хлорид-ионов. Присутствие этих ионов, даже в виде следов, преп тствует применению полученной с использованием данного биотрансформатора молочной кислоты дл  изготовлени  серебр ных катализаторов синтеза этиленоксида.

Дл  проведени  биотрансформации  блочную кислоту титруют гидроксидом кали  до получени  монокалиевой соли  блочной кислоты (рН 4,0-4,5).

При использовании в качестве суб- страта свободной  блочной кислоты (рН 2,0-2,5) резко уменьшаетс  период полужизни иммобилизованных клеток бактерий (не превьш1ает 1 сут) , При-использовании двузамещенной соли  блочной кислоты (рН 7,0) выход молочной кислоты не превышает 70- 75% от субстрата. При использовании монозамещенной соли период полужизни клеток 18 сут, конверси   блбчной кислоты в молочную 100%.

Дл  проведени  биотрансформации  блочной кислоты в молочную карраге- нановьй гель с иммобилизованными клетками бактерий обрабатывают раст- /вором однозамещенного  блочнокисло- го кали  при 20-40 С. Получают L- лактат кали , свободный от примесей, который б,ез дополнительной очистки может быть с помощью ионообменной хроматографии переведен в свободную молочную кислоту. Идентификаци  и контроль чистоты целевого продукта проведены методом высокоэффективной жидкостной хроматографии,

Пример 1. Штамм Lactobacil- lus casei В-536 (Cj,) культивируют на питательной среде, содержащей, %: дрожжевой ферментолизат 5;, L- блоч- на  кислота 0,5; глюкоза 1; ацетат натри  0,3; сульфат магни  0,02; сульфат марганца 0,005; цистеин 0,05; Tween 80 1. рН довпд т до 6, 0- 6,5 гидроксидом кали . Кле.ч кп осаждают центрифугированием н точение

20 мин и дна51ут,ы промывают 0,1 М раствором лактата натри .

К 1,5 мл суспензии клеток с концентрацией 1 г/мл в 0,1 М растворе лактата натри  добавл ют 5,5 мл 5%- ного раствора каррагенана при 40 С, смешивают, добавл ют 70 мл охлажденного 0,1 М раствора лактата кали  и выдерживают в течение 16 ч. Сформированный гель измельчают, заполн ют им колонку и в течение суток отмывают тем же раствором. Затем через колонку пропускают О,1 М раствор однозамещенного  блочнокислого кали  (рН 4,5) со скоростью 4 мл/ч. Температура . Конверси  100%. L-лактат кали  не имеет примесей.

Вли ние содержани  дрожжевого ферментолизата и L- блочной кислоты в питательной среде на выход биомассы приведено в табл. 2; зависимость продуктивности иммобилизованных клеток штамма Z. casei В-536 от содержани  L- блочной кислоты в среде - в табл. 3

Зависимость продуктивности и срока полужизни иммобилизованных клеток штамма Z. cesei В-536 от температуры биотрансформации показа- на в табл. 4.

Пример 2. итамм Z.;casei № 1144 культивируют аналогично примеру 1. Услови  иммобилизации клеток и трансформации  блочной кислоты в но- лочнута аналогичны примеру 1 за исключением того, что колонку с иммобилизованными клетками термостатиру- ют .при 37 с. Конверси  составл ет 100%. Продуктивность 18 мг/мл гел .ч

Зависимость продолжительности формировани  гел  от концентрации раст

6161

вора лактата кали , с помощью которого осуществл ют иммобилизацию клеток , приведена в табл. 5.

0

5

0

о

5

5

Claims (4)

1.Способ получени  L-лактата кали , включающий биЪтрансформацию  блочной кислоты в молочную в оптимальных услови х молочнокислыми бактери ми, выращенными на питательной среде, содержащей органический источник углерода, азота и витаминов , и .иммобилизованными включением в кар рагенановый гель с помощью раствора соли, отличающий- с   тем, что, с целью повьшени  выхода степени чистоты продукта,  блочную кислоту перед биотрансформацией перевод т в монокалиевую соль, в качестве источника углерода, азотА и витаминов питательна  среда дл  вьфащивани  молочнокислых бактерий содержит дрожжевой ферментолизат и  блочную кислоту в количестве 4...5

и 0,3...О,5% соответственно, а иммобилизацию бактерий осуществл ют с помощью лактата кали  после отделени  от них компонентов питатель ной среды.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что используют штамм молочнокислых бактерий Lactobactllus casei ВКМ В-536.

3.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что используют штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus casei ВКМ В-1144,

4.Способ попп. 1-3, отличающийс  тем, чтсэ биотранс- формацшо ведут при 20-45 0.

Таблица

T. а б л и ц а 2

Выход биомассы с 250 мл среды,

г

0,9 2,1 2,3 2,3 Таблица

0.5 1,0

7,2 7,2

ВНИИП Заказ 6706/30

Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Продолжение табл.

Таблица 4

7,2

18

16,3

18

7

0,5

Таблица 5

Концентраци , М

Продолжительности,

0,01.

0,05

0,1 - 0,.5

36

24

16 16

Тираж 520

Подписное