Способ производства лимонной кислоты Советский патент 1977 года по МПК C12D1/04 

1

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

Производство лимонной кислоты биохимическим способом основано на ферментации углеводсодержапдих сред различными штаммами плесневых грибов в аэробных условиях при определенной температуре, регламентированном составе среды и подавлении развития посторонней микрофлоры.

Известен способ производства лимонной кислоты, предусматриваюш,ий введение отдельных ЛлЯкроэлементов в углеродсодержащую среду, предназначенную для ферментации (в производственные ферментаторы), в количестве 2-5 г на 1 м 1.-Однако этот способ не дает значительного увеличения количества лимонной кислоты в общем составе кислот.

Известен также способ, согласно которому для активации биосинтеза лимонной кислоты процесс ведут в ферментаторах, полностью или частично изготовленных из нержавеющей стали, содержащей такие микроэлементы, как медь, хром, никель, марганец, молибден, титан или ниобий 2.

Наиболее близким аналогом по своей технической сущности является способ, заключающийся в приготовлении сухого посевного материала на основе чистой культуры грибапродуцента, замачивании сухих спор в питательной среде с добавкой минеральных солей и в необходимых случаях микроэлемента цинка, подращивания посевного мицелия, выращивании биомассы гриба-продуцента, в ферментации сее помощью специально при:готовленных растворов мелассы при непрерывной аэрации среды и выделении лимонной кислоты из переработанного раствора 3. Недостатком такого способа производства

лимонной кислоты является то, что наряду с лимонной кислотой накапливается значительное количество побочных кислот, преимущественно глюколевой и щавелевой, что ведет к уменьшению выхода целевого продукта, увелнчению удельного расхода сырья и повыщению производственных затрат.

Целью изобретения является создание такого снособа производства лимонной кислоты,

который позволил бы повысить ее выход в процессе глубинной ферментации при одновременном уменьшении накопления побочных органических кислот, уменьщении удельного расхода мелассы и стабилизации биосинтеза

лимонной кислоты. Поставленная цель достигается тем, что в питательную среду непосредственно перед замачиванием в ней посевного материала вносят стерильный водный раствор, содержащий комплекс следующих микроэлементов : медь, кобальт, молибден, йод и

бор в следующх концентрациях, мг на 1 л среды:

Медь1,2-2,5

Кобальт5,0-10,0

Молибден5,0-10,0

Иод5,0-10,0

Бор200,0-500,0

При этом целесообразно раствор для нредварительного выращивания посевного материала обогащать комплексом микроэлементов, внесением в него взвеси замоченных спор.

Пример 1. Проводят ферментацию углеводосодержащих сред на основе мелассы глубинным способом в лабораторных условиях с использованием посевного материала гриба Asp. niger щтамм Л-1. Замачивание сухих спор ведут известным и предлагаемым способами (в колбе емкостью 0,5 л с ватной пробкой):

а)0,3 г сухих спор гриба Asper niger Л-1 замачивают в 20 мл стандартной минеральной среды, содержащей 5% сахара и питательные соли, г: хлористый аммоний 2,5, фосфорнокислый калий однозамещенный 0,16, сернокислый магний 0,25 (на 1 л среды);

б)0,3 г сухих спор замачивают в 200 мл стандартной среды с добавлением микроэлементов, мг: меди 2,5, кобальта, молибдена, йода по 10 и бора- 500 на 1 л среды (норма);

в)0,3 г сухих спор замачивают в 200 мг стандартной среды с добавлением 0,5 нормы микроэлементов;

г)0,3 г сухих спор замачивают в 200 мг стандартного раствора с добавлением 0,1 нормы микроэлементов.

Продолжительность замачивания 8 ч при 32°С и периодическом встряхивании.

40 мл замоченного посевного материала стерильно переносят для предварительного выращивания в ферментаторы, оснащенные двухлопастной мешалкой и подводом воздуха, содержащие по 8 л 3%-ного мелассного раствора, приготовленного в соответствии с технологической инструкцией.

Выращивание мицелия ведут 24 ч при 32°С и непрерывной аэрации, после чего 1 л посевного мицелия переводят в ферментатор с 8 л

свежей мелассной среды для сбраживания ее в лимонную кислоту.

Исходная концентрация мелассного раствора по сахару 3%; периодически в погруженную культуру добавляют концентрированный (25% по сахару) мелассный раствор из расчета 150 г сахара на 1 л исходного объема культуральной жидкости. Длительность ферментации 100 ч.

Результаты опыта представлены в табл. 1.

Таблица 1

Приведенные данные показывают, что мицелий, выращенный из спор, замоченных на среде с микроэлементами, продуцирует на 8% (вариант 2) больще лимонной кислоты, чем мицелий из спор, замоченных на стандартной среде (вариант 1), и, соответственно, больще побочных кислот.

Примед 2. Ферментацию углеводосодержащей среды проводят глубинным способом в полупроизводственных условиях с использованием посевного материала штамм Л-1 гриба.

Замачивание проводят в тех же условиях, как и в примере 1.

Предварительное выращивание осуществляют в посевных ферментаторах с объемом раствора 10 л, в который вводят 50 мл споровой суспензии. Длительность выращивания 24 ч.

Заключительную ферментацию ведут в ферментаторе с объемом среды 100 л при периодических доливах концентрированного мелассного (25%-ного по сахару) раствора из расчета 150 г сахара на 1 л исходного объема. Длительность цикла ферментации 120 ч. Результаты опыта представлены в табл. 2,

Таблица 2