Способ получения экзополисахарида Советский патент 1991 года по МПК C12P19/04 

Описание патента на изобретение SU1698293A1

1

(21)4647068/13;4647067/13

(22)04.01.89

(46) 15.12.91. Бюл. №46

(71)Ладыжинское производственное био- фармэцевтическое объединение Энзим и Всесоюзный научно-исследовательский институт биотехнологии

(72)В.В.Дерябин, Л.А.Старухина, Т.Д.Чистова, А.А.Бузин, Т.Ю.Матюхина, С.В.Яроц- кий, В.А.Болоховская, Л.Н.Шинкаренко, В.П.Сойченко, В.В.Болоховский, В.М.Бой- цун, И.Н.Игнатьева,-Р.Н.Белова, Е.В.Глухо- ва, Б.А.Шендеров, Н.Б.Мартынюк, В.Д.Иванов и Н.М.Подгорная (53)577.114(088.8)

(56)Патент Франции № 2551070, кл. С 08 В 37/00, 1985.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКЗОПОЛИСА- ХАРИДА

(57)Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть

применено при получении высокоочищенных препаратов экзополисахаридов. Цель изобретения - увеличение прозрачности растворов экзополисахарида, а также увеличение их.тиксотропности. Культуральную жидкость Bacillus polymyxa ВКПМ В-3015 подвергают сушке на распылительной сушилке при температуре сушильного агента на входе 105-115°С с последующим диспергированием полученного порошка в воде, нагреванием дисперсии до 80-100°С в течение 25-35 мин, последующим сепарированием смеси и выделением целевого продукта из жидкой фазы спиртом или путем ультрафильтрации. Для повышения тик- сотролности после сепарирования раствор подщелачивают до рН 12,0 и выдерживают 25-35 мин при 80-100°С с последующей нейтрализацией раствора и выделением целевого продукта осаждением спиртом 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

хдавюгэ Lsss.

Похожие патенты SU1698293A1

название год авторы номер документа
Способ выделения полисахарида из культуральной жидкости 1988
  • Григорьев Евгений Федорович
  • Болоховская Валентина Антоновна
  • Мартынюк Наталья Борисовна
  • Иванов Владимир Дмитриевич
  • Болоховский Виктор Васильевич
  • Дерябин Владимир Викторович
  • Старухина Любовь Аркадьевна
  • Белова Разаната Николаевна
  • Бузин Анатолий Александрович
  • Чистова Татьяна Дмитриевна
  • Козлова Марина Геннадиевна
  • Крезуб Анатолий Пантелеймонович
  • Вахрушев Леонид Петрович
  • Андресон Борис Арнольдович
  • Шахмаев Дуфар Махмутович
SU1661216A1
ШТАММ БАКТЕРИЙ PARACOCCUS DENITRIFICANS - ПРОДУЦЕНТ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДА И ЭКЗОПОЛИСАХАРИД 2006
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Бабенко Владимир Федорович
  • Барков Артем Вадимович
  • Голубева Людмила Александровна
  • Пирог Татьяна Павловна
  • Гринберг Тамара Александровна
RU2322493C1
Способ выделения экзополисахаридов 1987
  • Григорьев Евгений Федорович
  • Болоховская Валентина Антоновна
  • Халабузарь Валентин Георгиевич
  • Кравец Людмила Федоровна
  • Дерябин Владимир Викторович
  • Бовина Елена Владимировна
SU1549996A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ 2007
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Ботвинко Ирина Васильевна
  • Барков Артем Вадимович
  • Татаринов Анатолий Михайлович
RU2361919C1
Способ производства изделий из бездрожжевого теста 1989
  • Калакура Мария Михайловна
  • Самохвалова Ольга Владимировна
  • Гвоздяк Ростислав Ильич
  • Воцелко Светлана Константиновна
  • Балаховская Валентина Анатольевна
SU1708234A1
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНКРУСТАЦИИ СЕМЯН БОБОВЫХ КУЛЬТУР 2021
  • Щербаков Андрей Васильевич
  • Канарский Альберт Владимирович
  • Щербакова Елена Николаевна
RU2784970C1
ПРОДУЦЕНТ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДА 2011
  • Худайгулов Гайсар Гараевич
  • Актуганов Глеб Эдуардович
  • Логинов Олег Николаевич
  • Мелентьев Александр Иванович
  • Усанов Николай Глебович
  • Силищев Николай Николаевич
RU2460780C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ 2008
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Ботвинко Ирина Васильевна
  • Татаринов Анатолий Михайлович
  • Барков Артем Вадимович
RU2392321C1
Способ изоляции притока пластовых вод 1989
  • Власов Сергей Александрович
  • Гринберг Тамара Александровна
  • Дерябин Владимир Викторович
  • Капырин Юрий Владимирович
  • Краснопевцева Наталия Валентиновна
  • Малашенко Юрий Романович
  • Московцев Олег Алексеевич
  • Пирог Татьяна Павловна
  • Полищук Александр Михайлович
  • Потапов Александр Михайлович
SU1726732A1
СПОСОБ ГИДРОФОБНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЭКЗОПОЛИСАХАРИДОВ 2010
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Филиппова Ольга Евгеньевна
  • Митюк Дмитрий Юрьевич
  • Барабанова Анна Ивановна
  • Филенко Денис Геннадьевич
  • Плетнева Вера Анатольевна
  • Гущина Юлия Федоровна
RU2463353C2

Реферат патента 1991 года Способ получения экзополисахарида

Формула изобретения SU 1 698 293 A1

Изобретение относится к микробиологической промышленности, биотехнологии и может найти применение при получении высокоочищенных препаратов экзополиса- харидов (ЭПС), отличающихся способностью к образованию прозрачных высоковязких гелеобразных растворов для использования в парфюмерно-косметиче- ской промышленности, медицинских и пищевых целях, фармацевтике.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки ксантана для увеличения его вязкости и фильтруемости.

Недостатком этого способа является его неэффективность для культурэльной жидкости B.polymyxa B-3015, недостаточная прочность растворов и отсутствие геле- ообразующмх свойств.

Целью изобретения является увеличение прозрачности растворов экзогтолисаха- р°ида, а также увеличение их тиксотропносги.

Сущность изобретения заключается в том, что используют культуральную жидкость B.polymyxa ВКПМ В-3015, коагуляцию клеток в ней осуществляют путем распылительной сушки при температуре сушильного агента на входе 105°- 15°С, полученный порошок диспергируют в воде, нагревают дисперсию до 80-100°С, выдерживают в течение 25-35 мин, сепарируют смесь и выделяют целевой продукт из жидкой фазы осаждением спиртом или ультрафильтра- циёй. С целью увеличения тиксотропности растворов ЭПС после сепарирования раствор подщелачивают до рН 12,0 и выдерживают 25-35 мин при 80-100°С с

Ch

ю о©

ю со

«&

последующей нейтрализацией раствора с выделением целевого продукта осаждением спиртом.

Способ осуществляют следующим образом.

Культу рал ьную жидкость B.polymyxa, полученную при ферментации на гмдроли- зованном крахмале и содержащую 20 г ЭПС/г, разбавляют водой в 2 раза и сушат на распылительной сушилке (температура воздуха на входе 105-115°С, а на выходе - 55-60°С), Полученный порошок диспергируют в воде до концентрации 1-2% при перемешивании и нагревании до 45°С до получения однородной дисперсии и исчезновения комков. Затем полученный раствор выдерживают в течение 25-35 мин при 80- 100°С; образовавшийся осадок отделяют сепарированием или центрифугированием (). Из прозрачного фугата выделяют ЭПС осаждением спиртами или получают 1 %-ный концентрате помощью ультрафильтра ци и. Для получения гелеобразующего полисахарида и увеличения тиксотропности его растворов прозрачный фугат, полученный после сепарации и центрифугирования, выдерживают в течение 25-35 мин при рН 12 (10% NaOH) и температуре 80-100°С.

После охлаждения раствор нейтрализуют б н. H2S04 кислотой и осаждают ЭПС перемешиванием с изо-пропано- лом или этанолом Б соотношении 1:1,5 соответственно. Образовавшийся осадок промывают свежей порцией этанола и сушат в вакуумной или конвекционной сушилке при 40°С.

П р и м е р 1. Посевную культуру B.polymyxa (10 об.%) вносят в питательную среду, содержащую, об.%: гидролизован- ный кукурузный крахмал 3; БВК.0,5; КНаРСч 0,05; К2НРОЗН20 0.05; М СМ-7Н20 0,04; CaCl2 0,02, Питательная среда должна иметь следующие показатели: рН 7,1 ± 0,3; температура 28,2 ± 2 г/л, концентрация РВобщ. 28 ± 2 г/л, концентрация РВСв. не менее 9± 1 г/л, концентрация аминного азота 0,16 ± 0,02 г/л, концентрация белка 3,0 ± 0,5 г/л, отсутствие посторонних живых микроорганизмов.

Процесс микробиологического синтеза проводят в аппарате с рабочим объемом 100 дм3 при 28 ± 1°С, рН 7,1 ± 0,3, давлении в аппарате 0,45 ± 0,5 кгс/см , аэрации 0,55± 0,05 м3 воздуха/м3 среды в мин, скорости перемешивания 196 об/мин. Содержание ЭПС в полученной культуральной жидкости 18 г/л.

П р и м е р ы 2-17. 10 дм культуральной жидкости B.Poiymyxa полученной как описано в примере 1, разбавляют водой до 20 дм3 и сушат на распылительной сушилке при температуре сушильного агента из UXQ- де 100-125°С. Порошок (500 г) растворяют

при перемешивании в25 дм3 воды, нагревают до 70-100°С и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 мин. Образовавшийся осадок отделяют сепарированием.

Фугат смешивают с этанолом (или изопропанолом) в соотношении 1:1,5, образовавшийся осадок ЭПС отделяют, промывают этанолом и сушат в вакууме; для получения ЭПС в виде концентрата фугат

ультраконцентрируют до содержания ЭПС 1%, Для получения гелеобразующего ЭПС фугат подщелачивают до рН 10-13 и выдерживают при 70-100°С в течение 20-40 мин. После охлаждения до 25-30°С раствор нейтрализуют 6 н. H2S04 кислотой. К раствору приливают изопропанол (в соотношении 1:1,5), промывают этанолом и сушат з ваку- умной или конвекционной сушилке.

Из полученных препаратов сухих зкзополисахаридов (170-189 г) готовят 1 %-ный раствор и определяют параметры дисперсности: мутность т (см), вязкость ц дин (Па-с), тиксотропность. Эти же параметры определяют для 1%-ных концентратов ЭПС.

П р и м е р 18. 1 дм культуральной

жидкости B.polymyxa, полученной как опи- . сано в примере 1, разбавляют в 2 раза водой, нафевают до 140°С и выдерживают при данной температуре 30 мин. Полученный осадок отделяют сепарированием или центрифугированием з тех же условия/, что и в примерах 2-17. Далее фугат обрабатывают аналогично примерам 2-17.

П р и м е р 19. 1 дм культурзльной

жидкости B.polymyxa, полученной как описано в примере 1, разбавляют в 2 раза водой, нагревают до 100°С и выдерживают при данной температуре и рН 5,5 в течение 15 мин. Далее центрифугируют и осаждают

5 супернатант изопропанолом в соотношении 1:2 соответственно. Осадок полисахарида отделяют на фильтре и сушат в вакууме при40°С,

0Пример 20. Культуральную жидкость

Bac.polymyxa обрабатывают аналогично описанным примерам. Порошок, полученный после распылительной сушки 500 г, растворяют .при перемешивании в 25 дм3 воды

5 и выдерживают при 90°С в течение 30 мин. Образовавшийся осадок отделяют сепарированием. Фугат концентрируют на ультра- фильтрационной установке БТУ-1 до концентрации ЭП 1 %. Этот концентрат анализируют на вязкость и мутность: ,;ин.вязкость ,86 Па-с, мутность г- 0,380 1/см. иПри нагреве в течение 35 мин rj 0,876 Па.с,г 0,365 1/см. Вязкость проверяют на ротационной вискозиметре РЕОМАТ-108.

Данные экспериментов представлены в табл.1,

Как видно из табл.1 (примеры 2-7), использование сушильного агента с температурой на входе ниже 105°С приводит к образованию влажных комков в результате склеивания частиц, что дает резкое увеличение мутности ( г) и, следовательно, уменьшение прозрачности растворов. При этом существенно увеличивается время растворения препарата полисахарида и несколько уменьшается вязкость раствора. Увеличение температуры сушильного агента выше 115°С нецелесообразно, так как время растворения и мутность раствора препарата при этом не уменьшаются, а вязкость раствора не увеличивается, но возрастает расход энергии на нагрев сушильного агента.

Сокращение времени нагрева раствора до 20 мин (примеры 8-12) приводит к недостаточной коагуляции клеток продуцента в растворе, что затрудняет их дальнейшее отделение. Растворы, образующиеся из конечного продукта, имеют небольшую вязкость и большое значение параметра (пример 8). Увеличение времени нагрева до 40 мин также нецелесообразно, так как не приводит к улучшению показателей вязкости и прозрачности (примеры 11, 12).

Уменьшение температуры нагрева раствора ниже 70°С ухудшает эффективность коагуляции клеток продуцента в растворе, а увеличение ее выше 85°С лишь незначительно улучшает показатели tj дин. раствора конечного продукта и не оправдывает энергозатраты. Все препараты обладали практически мгновенной тиксотропностью (не более 3 с).

В тчбл.2 представлены значения параметров дисперсности (мутности числа дисперсных частиц N, массовой концентрации дисперсных частиц С, г/см3; радиуса дисперсных частиц г, мкм) растворов различной концентрации: пектина яблочного (фармахим); ксантана (Sigma); полисахарида B.poiymyxa, полученного по предлагаемому способу.

Наименьшее значение т имеют растворы B.poiymyxa при всех рассмотренных кон центрациях, при этом значения г раствороз B.poiymyxa на порядок ниже, чем у ксантана Ь и пектина, Мутность (г) растворов полисаха- jjvflcn B.poiymyxa в отличие от ксантана и пьктина увеличивается крайне медленно с ростом концентрации полимера в растворе, что указывает на хорошую растворимость 0 первого в воде. Концентрация диспершро- ганного (нерастворившегося) вещества (С) у полисахаридов B.poiymyxa на порядок ни- же, чем у ксантана и пектина. Размер частиц диспергированных полимерных агрегатов 5 В polymyxa в растворе меньше, а их число больше, чем у ксантана и пектина.

Растворы ЭПС (по примеру 5), полученные после сепарчрсвания, выдерживают в течение 20-40 мин при 70-- i000C при рН

0 10-13. Полученные результаты представлены в табл.3. Эффективность обработки контролируют по динамической вязкости 1 %-ных растворов и их тмксотропности. Таким образом, оптимальными пара5 метрами щелочной обработки являются рН 12,0 температура 90°С, время выдержки 30 мин.

Формула изобретения

1. Способ получения экзополисахарида

0 включающий коагуляцию клеток в культу- ралькой жидкости и их отделение, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения прозрачности растворов экзополисахарида, используют кульгуральчую жидкость

5 Bacillus poiymyxa ВКПМ В-3015, коагуляцию к пето к в ней осуществляют путем распылительной сушки при температуре сушильного агента н& входе 105-115°С, полученный по- оошок диспергируют в воде, нагревают дис0 Персию, до 80-100°С, выдерживают в течение 25-35 мин, сепарируют смесь и выделяют целевой продукт из жидкой фазы осаждением спиртом или ультрафильтрацией,

5 2, Способ по п,1,отличающийся тем, чго, с целью узепичения тиксотропно- сти растворов экзополисахарида, после сепарирования раствор подщелачивают до рН 12,0 и выдерживают в течение 25-35 мин

0 при 80-100°С с последующей нейтрализацией раствора с выделением целевого продукта осаждением спиртом.

рН 5,5.

Т а б л и ц а 1

Таблица2

ТаблицаЗ

Продолжение табл..

SU 1 698 293 A1

Авторы

Дерябин Владимир Викторович

Старухина Любовь Аркадьевна

Чистова Татьяна Дмитриевна

Бузин Анатолий Александрович

Матюхина Татьяна Юрьевна

Яроцкий Сергей Викторович

Болоховская Валентина Антоновна

Шинкаренко Любовь Николаевна

Сойченко Вера Петровна

Болоховский Виктор Васильевич

Бойцун Валентина Михайловна

Игнатьева Ирина Николаевна

Белова Розаната Николаевна

Глухова Елена Викторовна

Шендеров Борис Аркадьевич

Мартынюк Наталья Борисовна

Иванов Владимир Дмитриевич

Подгорная Надежда Михайловна

Даты

1991-12-15Публикация

1989-01-04Подача