МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 1994 года по МПК C12P7/48 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу производства лимонной кислоты из углеводородов.

Известен способ получения лимонной кислоты на водно-минеральной питательной среде, содержащей такие микроэлементы как медь, хром, никель, марганец, молибден, титан или ниобий (Патент Австрии N 293313, кл. 6 F 16).

Недостатком такого способа производства является то, что наряду с лимонной кислотой накапливается значительное количество побочных кислот, что приводит к уменьшению выхода целевого продукта.

Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому положительному эффекту является техническое решение, в котором в питательную среду непосредственно перед подачей засевного материала вносят стерильный водный раствор, содержащий комплекс следующих микроэлементов: медь, кобальт, молибден, иод и бор в следующих концентрациях, мг на 1 л среды. Медь 1,25-2,5 Кобальт 5,0-10,0 Молибден 5,0-10,0 Иод 5,0-10,0 Бор 200-500 (прототип)
Недостатком указанного способа является то, что при производстве лимонной кислоты на известной среде, наряду с низким выходом лимонной кислоты, накапливается в среднем 15-17% побочных кислот.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении синтеза лимонной кислоты.

Цель достигается тем, что питательная среда для получения лимонной кислоты, включающая источники азота, фосфора, меди, кобальта, молибдена, согласно изобретению, дополнительно содержит хлористый натрий, источники магния, железа, цинка при следующем их содержании в среде, г/л: (NH₄)₂SO₄ 0,5-3,0 KH₂PO₄ 0,8-1,0 K₂HPO₄ 0,2-0,5 MgSO₄ ˙ 7H₂O 0,4-0,5 NaCl 0,1-0,5 FeSO₄ 7H₂O 0,001-0,005 CuSO₄ 5H₂O 0,001-0,005 ZnSO₄ 7H₂O 0,005-0,02 Na₂MoO₄ 0,001-0,005
CoSO₄ 7H₂O 0,001-0,005, pH 5,0-6,5, для поддержания используют 10% -ный раствор NaOH.

Сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Готовят водно-минеральную питательную среду, в которую вносят в качестве посевного материала дрожжи Candida lipolytica 917 ВКМУ. Выращивание дрожжей проводят непрерывно при рН среды 5-6,5, t - 28-32^oC. При этом в качестве источника углерода используют углеводороды, в качестве источника азота - аммоний сернокислый, в качестве источника фосфора - калий фосфорнокислый, - источника магния - магний сернокислый, - источника железа - железо сернокислое, - источника меди - сульфат меди, - источника цинка - сульфат цинка, - источника молибдена - натрий молибденовокислый, - источника кобальта - кобальт сернокислый. Биомассу отделяют от культуральной жидкости и осаждают лимонную кислоту любыми известными способами. Результаты исследований по совместному действию хлористого натрия, магния, железа, цинка, молибдена, кобальта на накопление культурой дрожжей C. lipolytica лимонной кислоты и побочных кислот представлены в таблице.

Как видно из представленных в таблице данных наибольший выход лимонной кислоты и наименьшее содержание побочных кислот имеет место при содержании компонентов среды (г/л) (NH₄)₂SO₄ 0,5-3,0; K₂HPO₄ 0,2-0,5; KH₂PO₄ 0,8-1,0; NaCl 0,1-0,5; MgSO₄ ˙7H₂O 0,4-0,5; FeSO₄˙ 7H₂O 0,001-0,02; CuSO₄ ˙ 5H₂O 0,001-0,005; ZnSO₄ ˙ 7H₂O 0,005-0,02; CoSO₄ ˙ 7H₂O 0,001-0,005; Na₂MoO₄ 0,001-0,005. При содержании компонентов среды за пределами указанных значений наблюдается снижение выхода лимонной кислоты и увеличение содержания побочных кислот.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Дрожжи Candida lipolytica 917 ВКМУ выращивали на водно-минеральной среде следующего состава, г/л: (NH₄)₂SO₄ - 0,5 KH₂PO₄ - 0,8 K₂HPO₄ - 0,2 MgSO₄ ˙7H₂O - 0,4 NaCl - 0,1 FeSO₄ ˙7H₂O - 0,001 CuSO₄ ˙5H₂O - 0,001 ZnSO₄ ˙7H₂O - 0,005 Na₂MoO₄ - 0,001 CoSO₄ ˙ 7H₂O - 0,001
Культивирование осуществляли при рН 5,0, в качестве источника углерода использовали углеводороды. Длительность культивирования 96 ч, содержание лимонной кислоты в культуральной жидкости 5,0 г/л.

П р и м е р 2. Дрожжи Candida lipolytica 917 ВКМУ выращивали на водно-минеральной питательной среде следующего состава, г/л: (NH₄)₂SO₄ - 1,5 KH₂PO₄ - 1,0 K₂HPO₄ - 0,3 MgSO₄ ˙ 7H₂O - 0,5 NaCl - 0,1 FeSO₄ ˙ 7H₂O - 0,003 CuSO₄ ˙ 5H₂O - 0,003 ZnSO₄ ˙ 7H₂O - 0,01 Na₂MoO₄ - 0,002 CoSO₄ ˙ 7H₂O - 0,002
Культивирование осуществляли при рН 6,0 с использованием углеводородов. Длительность культивирования 96 ч. Содержание лимонной кислоты в культуральной жидкости 5,5 г/л.

П р и м е р 3. Культивирование дрожжей Candida lipolytica 917 ВКМУ осуществляли по примеру 2 на среде следующего состава, г/л: (NH₄)₂SO₄ - 3,0 KH₂PO₄ - 1,0 K₂HPO₄ - 0,3 MgSO₄ ˙ 7H₂O - 0,5 NaCl - 0,5 CuSO₄ ˙ 5H₂O - 0,005 ZnSO₄ ˙ 7H₂O - 0,02 Na₂MoO₄ - 0,005 CoSO₄ ˙ 7H₂O - 0,005 FeSO₄ ˙ 7H₂O - 0,02
Культивирование осуществляли при рН 6,5 с использованием углеводородов. Длительность культивирования 96 ч. Содержание лимонной кислоты 5,2 г/л.

П р и м е р 4 (по прототипу, но с использованием дрожжей Candida lipolytica). Дрожжи Candida lipolytica 917 ВКМУ выращивали на водно-минеральной среде, содержащей углеводороды, при рН 5,0, при дополнительной подаче в среду источников меди, кобальта, молибдена в следующих концентрациях (г/л): CuSO₄ ˙ 5H₂O 1,2 CoSO₄ ˙ 7H₂O 5 Na₂MoO₄ 5
Длительность культивирования 96 часов. Содержание лимонной кислоты в культуральной жидкости 3,0 г/л.

Таким образом, как видно из представленных в таблице данных и приведенных примеров, использование предлагаемой среды позволит увеличить выход лимонной кислоты на 30-70% по сравнению с базовым вариантом. (56) Авторское свидетельство СССР N 554282, кл. С 12 Р 7/48, 1975.

Использование: микробиологическая промышленность, получение лимонной кислоты. Сущность изобретения: минеральный набор для питательной среды, используемой при получении лимонной кислоты, включающей, г/л: (NH₄)₂SO₄ 0,5 - 0,3; RH₂PO₄ 0,8 - 1,0; K₂HPO₄ 0,2 - 0,5; CuSO₄·5H₂O 0,001 - 0,005; CoSO₄·7H₂O 0,001 - 0,005; Na₂MoO₄ 0,001 - 0,005; NaCl - 0,1 - 0,5; MgSO₄·7H₂O 0,4 - 0,5; FeSO₄ 7H₂O 0,001 - 0,02; ZnSO₄·7H₂O 0,005 - 0,02. Указанный набор минеральных компонентов стимулирует синтез лимонной кислоты и снижает интенсивность образования побочных органических кислот. 1 табл.

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ, включающий источники азота, фосфора, меди, кобальта, молибдена, отличающийся тем, что, что в качестве источника азота он содержит (NH₄)₂SO₄, в качестве источников фосфора - KH₂PO₄ и K₂HPO₄, в качестве источника меди - CuSO₄ · 5H₂O, в качестве источника кобальта - CoSO₄ · 7H₂O, в качестве источника молибдена - Na₂MoO₄ и дополнительно содержит NaCl, MgSO₄ · 7H₂O, FeSO₄ · 7H₂O, ZnSO₄ · 7H₂O при следующем соотношении компонентов, г/л:
(NH₄)₂SO₄ 0,5 - 0,3
KH₂PO₄ 0,8 - 1,0
K₂HPO₄ 0,2 - 0,5
CuSO₄·5·H₂O 0,001 - 0,005
CoSO₄· 7H₂O 0,001 - 0,005
Na₂MoO₄ 0,001 - 0,005
NaCl 0,1 - 0,5
MgSO₄ · 7H₂O 0,4 - 0,5
FeSO₄ · 7H₂O 0,001 - 0,02
ZnSO₄ · 7H₂O 0,005 - 0,02