Способ получения лимонной кислоты Советский патент 1987 года по МПК C12P7/48 

1

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к технологии получения пищевых органических кислот, в частности лимонной кислоты, глубинной ферментацией углевод- 5 содержащего сырья, например мелассы погруженной культурой гриба Asper- gillus niger - продуцента лимонной кислоты.

Целью изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты.

1296

10

f5

20

30

Замачивание гриба-продуцента в са- харосодержащем растворе с концентрацией сахара 75-125 г/л обеспечивает наиболее благоприятные условия для адаптации гриба к высоким концентрациям сахара в процессе основной ферментации, кроме того, сокращается период адаптации гриба-продуцента на стадии подготовки посевного материала и формируется мицелий, обеспечивающий высокую кислотообразующую активность при ведении процесса биосин- ,, теза лимонной кислоты. Дальнейшее увеличение кон1;ентрации сахара (выше 125 г/л) не приводит к увеличению кислотообразующей способности мицелия, а при уменьшении концентрации сахара (ниже 75 г/л) появляется необходимость в создании условий для адаптации гриба-продуцента, например многостадийное подращивание мицелия.

Проведение ферментации мелассного раствора подращенным мицелием с начальной концентрацией сахара 150 - 200 г/л обеспечивает увеличение выхода лимонной кислоты за счет интенсификации процесса биосинтеза лимбн- ной кислоты и обусловливает упрощение технологии процесса, так как отсутствует необходимость в дополнительных трудоемких операциях долива мелассного раствора. При содержании сахара вьше 200 г/л ферментация протекает менее продуктивно из-за высокого содержания в мелассном растворе ингибирующих веществ, препятствующих формированию и развитию мицелия с вы35

ции сахара составляла 6-9 г О „/л/ч. При уменьшении скорости растворения кислорода увеличивается количество биомассы мицелия низкой кислотообразующей активности и соответственно снижается эффективность процесса биосинтеза лимонной кислоты. Дальнейшее увеличение скорости растворения кислорода не приводит к усилению кислотообразующей активности гриба-продуцента и экономически невыгодно.

Процесс ферментации заканчивается при снижении концентрации сахара в ферментированном растворе до 30 - 40 г/л. При высокой активности процесса и удовлетворительном морфологическом состоянии мицелия биосинтез лимонной кислоты продолжают известным отъемно-доливным способом путем до полнительного введения мелассного раствора.

Пример 1. Культивирование Asp.niger осуществляют в ферментаторах объемом 5 л на качалке с числом качаний 200 в 1 мин. Замачивание конидий продуцента производят в сахаро- зо-минеральной среде с концентрацией сахара 75 г/л„ Подращивание мицелия и ферментацию осуществляют в 500 мл мелассной среды. Состав среды для подращивания мицелия следующий, г/л;

40

Меласса

(CN)e MgSO, KHjPO ZnSO,

106 (концентрация

сахара 50 г/л 0,49 0,25 0,16 0,005

Состав среды для ферментации г/л:

45

при

36°С в условиях аэрации среды.

сокими кислотообразующими свойствами. Для засева ферментационной среды исКроме того, для активации роста мицелия в течение первых суток ферментации температуру поддерживают на уровне 38-39°С, уменьшение темпепользуют 10% подращенной культуры. Ферментацию ведут в течение 5,5 сут в мелассной среде с концентрацией сахара 150 г/л. В течение первых суток

ратуры тормозит рост мицелия, а уве- ферментации температуру поддерживают

личение вызывает его инактивацию. В остальной период ферментацию ведут при 32-33 С.

- 5

12965802

Аэрацию проводят с.таким расчетом, чтобы скорость растворения кислорода в зависимости от начальной концентра

5

0

0

,

5

ции сахара составляла 6-9 г О „/л/ч. При уменьшении скорости растворения кислорода увеличивается количество биомассы мицелия низкой кислотообразующей активности и соответственно снижается эффективность процесса биосинтеза лимонной кислоты. Дальнейшее увеличение скорости растворения кислорода не приводит к усилению кислотообразующей активности гриба-продуцента и экономически невыгодно.

Процесс ферментации заканчивается при снижении концентрации сахара в ферментированном растворе до 30 - 40 г/л. При высокой активности процесса и удовлетворительном морфологическом состоянии мицелия биосинтез лимонной кислоты продолжают известным отъемно-доливным способом путем до полнительного введения мелассного раствора.

Пример 1. Культивирование Asp.niger осуществляют в ферментаторах объемом 5 л на качалке с числом качаний 200 в 1 мин. Замачивание конидий продуцента производят в сахаро- зо-минеральной среде с концентрацией сахара 75 г/л„ Подращивание мицелия и ферментацию осуществляют в 500 мл мелассной среды. Состав среды для подращивания мицелия следующий, г/л;

0

Меласса

(CN)e MgSO, KHjPO ZnSO,

106 (концентрация

сахара 50 г/л) 0,49 0,25 0,16 0,005

Состав среды для ферментации г/л:

при

36°С в условиях аэрации среды.

пользуют 10% подращенной культуры. Ферментацию ведут в течение 5,5 сут в мелассной среде с концентрацией сахара 150 г/л. В течение первых суток

, затем снижают до 32°С и поддерживают до конца процесса. Аэрацию ведут со скоростью растворения кислорода 6,0 . Эта скорость растворения кислорода поддерживается до конца процесса. Данные уведены в таблицу .

П р и м е р 2. Процесс ведут в ферментаторах о.бъемом 5 л. Условия процесса аналогичны условиям примера 1. за исключением того, что конидии продуцента замачивают в сахарозо-мине- ральной среде с концентрацией сахара 100 г/л; в течение первых суток ферПредлагаемый способ получения лимонной кислоты позволяет увеличить выход лимонной кислоты на 6%, упростить технологию за счет снижения трудоемкости процесса путем исключения дополнительных доливов мелассных растворов, необходимых в известном способе.

ментациитемпературу поддерживают 38,5 С; концентрация сахара в ферментационной мелассной среде составляет 180 г/л.

Аэрацию ведут со скоростью растворения кислорода в среде 7,5 г/О /л/ч. Данные сведены в таблицу.

Ю Формула изобретения Способ получения лимонной кислоты глубинным методом, предуематриваю- пщй замачивание гриба-продуцента в сахаросодержащем растворе, посев при t5 аэрации и перемешивании, подращивание кислотообразующего мицелия, засев мелассного раствора/подращенным мицелием с последующей ферментацией в условиях аэрации и выделение лимон- П р и м е р 3. Процесс ведут в фер-20 ной кислоты, отличающийся ментаторах объемом 5 л. Условия про- тем, что, с целью повышения выхода цесса аналогичны условиям примера 1, лимонной кислоты, для замачивания ис- но конидии продуцента замачивают в пользуют.сахаросодержащий раствор с сахарозо-минеральной среде с концент- концентрацией сахара 75-125 г/л, а рацией сахара 125 г/л; в течение пер- 25 для ферментации - мелассный раствор вых суток ферментации температуру с начальной концентрацией сахара поддерживают 39°С; концентрация, са- 150-200 г/л, при этом в процессе фер- ,хара в ферментационной мелассной ере- ментации аэрацмо осуществляют со ско- де составляет 200 г/л. Аэрацию ведут ростью растворения кислорода 6 - со скоростью растворения кислорода в 30 9 г на л/ч, а температуру в первые среде 9,0 г 0„/л/ч. Данные сведены в сутки ферментации поддерживают на таблицу.уровне 38-39°С.

Составитель Н.Афанасьева Редактор К.Волощук Техред Л.Кранчук Корректор И.Эрдейи

Заказ 717/28 Тираж 500Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ получения лимонной кислоты позволяет увеличить выход лимонной кислоты на 6%, упростить технологию за счет снижения трудоемкости процесса путем исключения дополнительных доливов мелассных растворов, необходимых в известном способе.

80,1 36,3

12.i

Изобретение относится к пищевой npohftmuieHHocTH, а именно к технологии получения пищевых органических кислот глубинной ферментацией углеводсодер- жащего сырья. Целью изобретения является увеличение выхода лимонной кислоты. Ферментацию проводят погруженной культурой гриба Aspergillus ni- ger - продуцента лимонной кислоты. Гриб-продуцент замачивают в сахаросодержащем растворе с концентрацией сахара 75-125 г/л. Гриб адаптируется к высоким концентрациям сахара в процессе основной ферментации. Период адаптации гриба на стадии подготовки посевного материала сокращается. Формируется мицелий, обеспечивающий высокую кислотообразующую активность при биосинтезе лимонной кислоты. При аэрации и перемешивании ведут посев. Подращивают кислотообразующий мицелий и засевают им мелассный раствор. Для ферментации используют мелассный раствор с начальной концентрацией сахара 150-200 г/л. Выход лимонной кислоты увеличивается и отпадает необходимость долива мелассного раствора. Для уменьшения количества биомассы с гшзкой кислотообразующей активностью в процессе ферментации аэрацшо осуществляют со скоростью растворения кислорода 6-9 г . Температуру в первые сутки ферментации поддерживают на уровне 38-39 С для активации роста мицелия с высокими кислотообразующими свойствами. 1 Табл. Ш (Л