Способ выделения глутаминовой кислоты из культуральной жидкости Советский патент 1996 года по МПК C12P13/14 

3

Изобретение относится к биотехнология и касается способа выделения глутами- яовой кислоты из культуральной жидкости. левого продукта и утилизация отходов за счет одновременного получения азотно-ка- лийного удобрения. Культуральную жидкость (КЖ) подкисляют азотной кислотой до рН 0,8 - 1,2 и пропускают через колонку с сильнокислотным катионнтом в К -форме для сорбции глутаминовой кислоты. Катионит промывают водой и элюнру- ют глутаминовую кислоту раствором щелочи. Глутаминовую кислоту из элюата извлекают кристаллизацией. Отработанную КЖ, промывные воды и маточник после кристаллизации глутаминовой кислоты объединяют, нейтрализуют гидроксидом калия и высушивают, получая азотно-калийное удобрение. о Сл -4 U ы 0| h.

fO ГО

гm vo

Р w

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа выделения глутзми- новой кислоты из культуральной жидкости.

Цель изобретения - повышение - хода целевого продукта и утилизация отходов за счет одновременного получения азотно-ка- лийного удобрения.

Способ осуществляют следующим образом. -V j |

Исходную культура л жидкость продуцента глутаминоЬой кислоты подкисляют азотной кислр тЬй дО значения рН 0,8-1,2 и пропускают-через котГбй ку сильнокислотного катионита в К+-форме. После сорбции глу- таминовой кислоты колонку промывают водой. Отработанную культуральную жидкость, содержащую биомассу продуцента глутаминовой кислоты, и промывные воды собирают. Глутаминовую кислоту элюируют с колонки раствором щелочи, рН элюата доводят до значения изоэлектрической точки глутаминовой кислоты и отделяют кристаллы, выпавшие после выдержки в течение определенного времени. Отработанную культуральную жидкость, промывные воды и маточник после отделения кристаллов глутаминовой кислоты объединяют, нейтрализуют и высушивают. Подкисление культуральной жидкости азотной кислотой предпочтительно осуществлять до значения рН 0,8-1,2. В этом интервале рН имеет место более полная сорбция целевого продукта, присутствующего в растворе в виде катиона.

Объединенные отработанную культуральную жидкость, имеющую кислую реакцию, промывные воды, имеющие кислую реакцию, и маточник после отделения кристаллов глутаминовой кислоты, имеющий слабокислую реакцию, следует нейтрализовать гидроксидом калия до значения рН 6,5- 7,5. Эти объединенные нейтрализованные фракции высушивают, например, распылительным методом или предварительным частичным упариванием суспензии, а затем высушиванием. В результате осуществления способа, кроме глутаминовой кислоты, получают продукт, содержащий 20-25% органических веществ (бетаин, углеводы, белки, глутаминования кислота, биомасса продуцента) и 75-80% неорганических веществ (в основном калийной селитры).

Этот продукт представляет собой полноценное ззотно-калийное удобрение, которое может найти применение в сельскохозяйственной прчктике. Одновременно отпадает необходимость очистки

и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сточных вод и вывоза для захоронения био- масси продуцента.

Пример 1.

В ионообменную колонку диаметром 6 см и высотой 80 см загружают 2 л (в набухшем состоянии) катионита КУ-2-8 в К -фор- ме. Через колонку снизу пропускают 4 л культуральной жидкости (КЖ) - продуцента глутаминовой кислоты, выращенного на среде, содержащей мелассу, гидролизат кормовых дрожжей и соли со скоростью 0,7 об/ч. Предварительно культурзльную жидкость подкисляют 10%-ной азотной кислотой до рН 1,2 в реакторе с мешалкой. Окисляющего воздействия азотной кислоты, сопровождаемого обычно появлением газообразных окислов азота, не замечено. Концентрация глутаминовой кислоты в подкисленной культуральной жидкости составляет 42 г/л. Остатки КЖ, находящейся в колонне, вытесняют 2 л воды. Фильтрат с биомассой собирают в емкости для стоков до тех пор, пока проскок глутаминовой кислоты не превысит концентрацию 2 г/л, далее фильтрат вплоть до окончания вытеснения КЖ водой собирают в емкости возвратной ЮК, которую используют в последующем цикле. Всего собрано 2,7 л кислого стока с рН 0,9 и 2,1 л возвратной КЖ с активностью 13,5 г/л. Количество сорбированной на колонну аминокислоты составляет 140 г. 1,2 л промывной воды с рН 2,5 направляют в емкость кислого стока.

Десорбцию глутаминовой кислоты осуществляют с помощью 2 н. раствора гидро- ксида калия, пропуская его через колонку снизу со скоростью 0,7 об/ч. Сбор элюата ведут по рефракции, Начало и окончание сбора соответствует показателю преломления 1,336. Собрано 1,4 л элюата с концентрацией 97 г/л. рН элюата доводят азотной кислотой до 3,2 и оставляют его в холодной камере при 5°С на 10 ч. Получено 112 г тлутаминовой кислоты чистоты 96,1%. Выход в пересчете на сорбированное количество составляет 78,5%. 1,29 л маточника с концентрацией 21,7 г/л смешивают с 2,7 л кислого стока с колонны и 1,2 л промывной воды. Смесь нейтрализуют до рН 7,0 гидроксидом калия и высушивают в сушилке со взвешенным слоем.

В результате получено 818 г сыпучего продукта, содержащего 22% органических веществ (биомасса, углеводы, белки, бетаин и т.п.) и 78% неорганических веществ, из которых 85% приходится на долю КМОз. Продукт используют в качестве органока- лийного удобрения.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЛУТАМИНО- ВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, включающий сорбцию глу- таминовой кислоты на сильнокислотном катионите, промывание катионита, элюи- рование глутаминовой кислоты раствором щелочи, извлечение ее из элюата кристаллизацией, отличающийся тем, что. с целью повышения выхода целевого продукта и утилизации отходов за счет одновременного получения азотно- калийного удобрения, культуральную л идкость перед сорбцией глутаминовой ислоты на катионите подкисляют азотной кислотой, катионит используют в К -форме, а отработанную культуральную жидкость, промывные воды и маточник после кристаллизации глутаминовой кислоты обьединяют, нейтрализуют гидроксидом калия и высушивают.