Способ производства лимонной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C12P7/48 

00

00 Изо.бретение относится к микробио логической промышленности, а именно к производству лимонной кислоты пут культивирования гриба-продуцента AspergiPPus niger Методом погруженн культуры на углеродсодержащих среда Известны способы производства лимонной кислоты, включающие актива цию прорастания конидий гриба-проду цента и интенсификацию процесса био синтеза лимонной кислоты, причем в качестве стимулятора роста использу щелочные или кислотные гидролизаты высушенной цельной культуральной жидкости, полученной при термофильн метановом брожении 1 ЗЛ производные дихлоруксусной кислоты f2 3« Известен также способ получения ЛИМОННОЙ кислоты, согласно которому используют предпосевную обработку конидий Aspergi €us niger хямическимивеществами ЗЗ. Наиболее близким к предлагаемого по технической сущности и достигаемому эффекту является способ произв.одства лимонной кислоты путем приготовленья питательной среды, содер жащей все необходи в)е компоненты, внесения в среду стерильного водног раствора, содержащего комплекс микроэлементов: медь, кобальт, молибде йод и бор в определенных концентрациях замачивания в среде посевного материала - гриба Aspergr Hus niger, предварительного выращивания сначал посевного материала, а затем биомас сы гриба-продуцента, ферментации мелассного раствора при непрерывной аэрации и вьщеления лимонной кислоты одним из известных способов . Недостатками известного способа являются невысокий выход лимонной кислоты и высокий расход сырья - ме лассы на единицу продукции. Цель изобретения - увеличение выхода лимонной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства лимонной кислоты, предусматривающему приготовление питательной рреды, содержащей.мелассу в качестве источника углерода, источники азота фосфора и другие минеральные соли, актива;цию посевного материала - гриба Aspergi 8 Pus niger, замачивание его в среде,, подращивание кислотообразующего мицелия, завев подращенного мицелия на среде, глубинную ферментацию с- последующим выделением целевого продукта из культуральной жидкости, активацию посевного материала рсУЩествляют путем обработки парами окиси этилена в течение 0,254 ч при концентрации окиси этилена 1,5-3 мл на 1 х( воздуха. Обработка посевного материала парами окиси этилена активирует прорастание конидий, а выросший мицелий интенсивнее синтезирует лимонную кислоту, в результате .чего увеличивается выход лимонной кислоты и снижается удельный расход сырья. Пример 1. Процесс культивиpoвaния.-AspergiPPus niger (штамм Л-1) осуществляют в лабораторных условиях на качалке типа АВУ-50р при числе оборотов 180 мин-. Перед замачиванием посевного материала и последующим подращиванием кшцелия конидии AspergiPPus Л-1 обрабатывают парами окиси этилена (3 мл на 1 л воздуха) в течение 0,25 ч. Для этого навеску конидий в стерильном бюксе помещают в насыщенную парами окиси этилена атмосферу, созданную в стеклянном эксикаторе с притертой крышкой. Подращиваниегранулированного мицелия проводят в течение суток при 32°С в колбах емкостью 750 мл п|зи рН 7,0, содержащих 50 мл среды следующего состава, г/л: Меласса (47,7% сахара) 62 Карбонад натрия безводный0,15 Гексацианоферроат калия (гидрат) .0,15 Оксалат аммония (гидрат) Сульфат магния водный 0,25 Дйгидроортофосфат калия . 0,16 Сульфат цинка .(гидрат)0,005 Суточную культуру в количестве 10 мл переводят в колбу, емкостью 750 мл, содержащую 50 мл ферментационной среды того же состава, но без оксалата аммония. Условия культивирования те же, что h при подращиваний мицелия. Длительность ферментации 4 сут. Через сутки ферментации в фepмeнтaциoннsrю среду добавляют лелассный раствор (25% сахара) , обработанный гексацианоферроатом калия без добавления питательных солей, в количестве 18,4 мл в два приема с интервалом 5 ч. Выход лимонной кислоты составляет 9,35 г/л в сут. (51,2% от сахара). Пример 2. Предпосевную обработку койидий штакача Л-1 окисью этилена (2 мл на 1л воздуха) проводят в течение 2ч. Условия культивирования те же, что ив примере 1. Выход лимонной кислоты 10 г/л сут. (64% от сахара) .. Прим ер 3.-Предпосевную обработку конидий штамма Л-1 окисью этилена (1,5 л на 1 л воздуха) проводят в течение 3ч. Условия культивирования те же, что и в примере 1, Выход лимонной кислоты 10 г/л сут. (60% О1 сахара). Пример 4. Процесс 1Сультивирования AspergiCEus niger осуществляют в производственных условиях. Посевной материал перед замачиванием в питательной обрабатьгоают парами окиси этилена, для чего навеску конидий в количестве 3 г, предназначенную для засева парами окиси этилена (2 w на 1 л воздуха) атмосферу, созданную в однолитровом стеклянном эксикаторе с притертой крышкой. Время обработки 24, Для подращивания мицелия используют посевной ферментатор с емкостью 5 м с перемешивающим устройством. Объем среды для подращивания мицелия 3 м . Длительность подращивания 24 ч. Суточную культуру затем переводят в ферментатор емкостью 50 м с эрлифтным перемешиванием, содержащий 28 м мелассной среды (концентрация сахара 3%). Через сутки производили подлив мелассной среды в количестве 10 м (содержание сахара 22%). Мелассная среда для подлива обрабатывается только гексацианферроатом

калия без добавления питательных солей. Выход лимонной кислоты 11,2 г/л-сут. (81% от сахара).

Пример 5. Условия обработки

.посевного материала аналогичны примеру 4. Посевную культуру выращивают в двух ферментаторах объемом 5 м. (объем мелассной среды 3%-ной по сахару 3 м). Суточной культурой из

двух посевных ферментаторов засевают 54 м 3%-нойпо сахару мелассной среды, налитой в ферментатор объемом 100 мЗ. Через сутки после посева . через каждые 3ч, в зависимости

от содержания сахара в ферментируемом растворе, гроизводят подлив 19%- ной по сахару мелассной среды до 2 м. Длительность ферментации 9,6 ,сут. Состав мелассных сред аналогичен составу, приведенному в примере 1.

Результаты испытаний приведены в ТсЮлице.. .

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ, предусматривгиощий приготовление питательной среда, содер. жащей мелассу в качестве источника углерода, источники азота,, фосфора и другие минеральные соли, актидзаIцию посевного материала - гриба AspergiE us niger, замачивание его« в среде, подращивание кислотообразующего мицелия, засев подращенного мицелия на , глубинную ферментацию с последующим выделением целевого продукта КЗ культуральной жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода лимонной кислоты, активацию посевного материала осуществляют путем обработки парами окиси этилена в течение W 0,25-4 ч при концентрации окиси этилена 1,5-3 мл на 1 л воздуха.

Известный

Предлагаемый (концентрация окиси этилена 2 мл/л воздуха, экспозиция 2ч)

Выход лимонной кислоты от сахара по предлагаемому способу 75,4%,удельный расход мелассы на 1 кг лимо-ной кислоты 2,89 Kf, выход лимонной кислоты по известному способу i 60,33%,j удельный расход мелассы 3,33 кг.

60,33

3,33

1,24

75,4

2,89

1,71

Таким образом, обработка посевнЭго материала штамма Л-1 окисью этилена позволяет увеличить синтез лимонной кислоты на 11% при снижении удельного расхода мелассы на 13% и увеличении выхода лимонной кислоты на 15% по сравнению с прототипом.