Способ получения глюкозы Советский патент 1980 года по МПК C13K1/02 C12D13/02 

Изобретение относится к пищевой прО1чьашленности, а именно к способу получения ТЛЮК9ЭЫ. Для получения глюкозы используют ферментативное расщепление одного из наиболее распространенных природных полисахаридов - целлюлозы, в том чис ле целлюлозы различных целлюлозусодержащих отходов лесной, деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства, а также макулатуры. Известен способ получения глюкозы из целлюлоз у с6дерл(аще го сырья, предусматривающий смешивание сырья с ферментом и водой и ферментативный гидролиз сырья с последующим отбором полученного гидролизатаfl. Известен также способ получения глюкозы из целлйл03усодержащего сырья, заключающийся в двухстадийном гидролизе сырья 23. Этот способ предусматривает получение на первой стадии смеси глюкозы и олигосахаридов с помощью нативного фермента, а на второй стадии получения глюкозы - путем гидролиза полученных олигосахаридов целлюлазой, иммобилизованной на нерастворимом .носителе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения глюкозы путем гидролиза целлюлозы ферментным препаратом целлюлазой, ковалентно связанной с носителем З. По известному опособу гидролиз проводит в 0,001 М. фосфатном буфере с рН 7,5 при 20°С в соотношении субстрат: ферментный препарат 1:0,3. Глюкозу выделяют через 24 ч. Однако выход глюкозы и срок действия ферментного препарата не указаны. При таком способе требуется сравнительно болыиое, по отношению к субстрату, количество ферментного пре-, парата(субстрат: ферментный препарат 1:0,3).Кроме того, сравнительно короток срок действия ферментного препарата, так как молекулярная масса ЕМА(20000-30000) не обеспечивает высокой стабильности ферментного препарата. Целью изобретения является экономия фермента при одновременном обеспечении высокого выхода растворимой Сахаров и увеличение срока службы ферментного препарата. Поставленная цель достигается тем, что в качестве носителя используют

ополимер винилпирролидона-ькролеиа, при этом ферментный препарат водят в процессе гидролиза в соотошении целлюлоза : ферментный преарат-1:О,01-0,02 ,

В предлагаемом способе использут водорастворимый препарат целлюлоа/сополимер винилпирролидона-акролеина. Растворимый биокатализатор . исключает диффузные затруднения и создает оптимальные условия для гидролиза целлюлозы с высоким выходом глюкозы при низком количестве ферментного препарата. Условия гидролиза (,8-5,0; t 45-50°С)обеспечивают адсорбцию ферментного препарата на целлюлозе. Это сокращает потери ферментного препарата при элюировании глюкозы из колонны. Молекулярная масса сополимера винилпирролидонаакролеина (- 50000)способствует стабильности ферментного препарата и, следовательно, продолжительному сроку его действия, поскольку в данном случае полимер проявляет свойства твердой матрицы.

Используемый ферментный препарат сохраняет свою активность и гидролизует целлюлозу в продолжительности 22-23 дней.

Таким образом, сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: адсорбция препарата целлюлоза/сополимер винилпирролидона-акролеина на целлюлозе при весовом соотношении целлюлоза: ферментный препарат 1:0,01-0,02 в среде 0,05 М.ацетатного буфера (рН 4,8-5,0) при 45-50 0;последующий гидролиз целлюлозы адсорбированным препаратом в тех же условиях, Глюкозу удаляют элюированием из колонны 0,05 М. ацетатным буфером. Периодическим добавлением целлюлозы и алюированием колонны буфером с добавкой ферментного препарата 0,1 кг/мл, в системе сохраняют первоначальные весовые соотношения субстрата и ферментного препарата. Продолжительность гидролиза ферментным препаратом 22-23дня с выходом глюкозы 0,5-0,6 г на 1 г ферментного препарата в часПример. Термостатированную колонну заполняют нарезанной фильтровальной бумагой (бг). Приготовляют раствор препарата целлюлоза/сополимер винилпирролидона-акролеина с концентрацией 1 мг препарата на 1 мл в 0,05 М. ацетатном буфере1рН 4,8). Заливают колонну 60 мл приготовленного раствора(целлюлоза:ферментный препарат 1:О,01) .Адсорбцию ферментного препарата и последующий гидролиз производят при . Через 24 ч проводят элюирование глюкозы 0,05 М.ацетатным буфером. Периодическим добавлением целлюлозы и промыванием колон .кы буфером с добавлением ферментного препарата 0,1 мг/мл в системе сог.

храняется первоначальное, весовое со.отношение субстрата и ферментного препарата. Гидролиз продолжается 2223 дня с первоначальным выходом глюкозы. Срок службы гидролизующего агента 22-23 дня.

Выход глюкозы о,5 г на 1 г ферментного препарата в час.

Определение глюкозы. К 1 мл анализируемого раствора добавляют 1 мл 0,05 М. ацетатного буфера(,8) и 2 мл реагента 3,5 динитросалициловой кислоты(ДНС), Параллельно ставят контроль (1мл буфера и 2 мл 3,5-ДНС Кипятят 15 мин, охдаяодают и колориметрируют(7 фильтров).По калибровочной кривой определяют содержание глюкозы.

П р и М е р 2. Колонну заполняют 5 г бумаги. Приготавливают раствор ферментного препарата(1 кг препарата/мл) в 0,05 М.ацетатном буфере (,0).Заливают бумагу 100 мл приготовленного раствора(целлюлоза: ферментный препарат ).Адсорбция ферментного препарата и последующий гидролиз при 45 С. Выделение глюкозы аналогично примеру 1.

Выход глюкозы 0,6 г на 1г ферменного препарата в час.

Примерз. Колонну заполняют 15 г бумаги и заливают 225 мл раствором ферментного препарата(1 мг п|эепарата/мл) в 0,05 М.ацетатном буфере(,9).Соотношение целлюлоза: ферментный препарат 1:0,015, Адсорбция и последукядий гидролиз при Дальнейшее проведение дроцесса аналогично примеру 1.

Продолжительность действия ферментного препарата с первоначальной активностью 23 дня.

Выход глюкозы 0,59 г на 1 г ферментного препарата в час.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в экономии ферментного препарата по сравнению с известным в 15-30 раз и обеспечении высокого выхода глюкозы.

Так как предлагаемый способ позволяет сохранить первоначальную активность ферментного препарата продолжительное время при переработке целлюлозусодержащих отходов, например макулатуры, ожидается экономический эффект е народном хозяйстве в размере 50-70000 рублей.:

Формула изобретения

Способ получения глюкозы путем гидролиза целлюлозы ферментным препаратом целлюлазой, ковалентно связанной с носителем, о т л и ч а ющ и и с я тем,что, с целью повышения выхода глюкозы и снижения расхода ферментного препарата, в качестве носителя используют сополимер

57672086

винилпирролидона-акролеина, при этом1. Патент США 3764475,

ферментный препарат вводят в процес-кл. 195-33, опублик. 1973.

се гидролиза в соотношении целлкшо- 2. Авторское свидетельство СССР

эа:ферментный препарат. 1:0,01-0,02, 562573, кл. С 13 К 1/02, 1975.

Источники информации,№ 284925, кл, В1Х, опублик,1972

принятые во внимание при экспертизе (прототип).

3. Патент Великобритании