Способ получения лактобионовой кислоты

Способ получения лактобионовой кислоты

Реферат

В мировом масштабе при производстве сыров в качестве побочного продукта получают 1,2 млн. т лактозы. Большая часть лактозы отправляется на очистные сооружения. Лактоза плохо усваивается большинством населения. А продукт ее окисления лактобионовая кислота применяется для консервирования человеческих органов перед их трансплантацией, для приготовления лекарств, пищевых и косметических продуктов. Поэтому в ней должны отсутствовать токсичные примеси.

Известно изобретение (патент РФ 2378048, B01J 23/52, B01J 23/66 , B01J 37/02 , B01J 35/10, C07C 51/235. Опубл 10.09.2009), с помощью которого для получения лактобионовой кислоты окисляют лактозу на золотом катализаторе при рН=9. После отделения катализатора получают водный раствор лактобионата натрия. О превращении лактобионата натрия в лактобионовую кислоту не сообщается. В другом изобретении (патент РФ 2118955, МПК C07C 51/235, C07C 59/105. Опубл. 20.09.1998) для получения глюконовой кислоты из глюконата натрия используют ионообменную смолу КУ-2.8. В патенте указывается только один параметр способа превращения глюконата натрия в глюконовую кислоту. Раствор глюконата пропускают в ионообменной колонке со скоростью 10 мл/мин.

Известный способ получения лактобионовой кислоты, основанный на получении аналога глюконовой кислоты, имеет несколько недостатков. Ионообменная смола КУ-2.8 не может применяться для получения веществ, контактирующих с человеческим организмом. Лактобионат-ион имеет большой размер и поэтому смола КУ-2.8, применяемая для сорбции малых неорганических катионов, не может эффективно выполнять свои функции. Для этого нужна другая смола, приспособленная специально для больших молекул и ионов. Кроме того, необходимо определить несколько оптимальных параметров для ионообменного процесса: концентрацию лактобионата в растворе, соотношение смолы и лактобионата, температуру.

Технической задачей является усовершенствование способа получения лактобионовой кислоты.

Технический результат согласно изобретению достигается использованием ионообменных смол КУ-2.8-ЧС, AmberliteTM FPC23 H, пропусканием через них 20 ммоль/л раствора лактобионата натрия при соотношении 30 мг смолы/1 мл раствора в течение 10 мин при 25 ⁰С.

Смола КУ-2.8-ЧС ГОСТ 20298-74 применяется для пищевых продуктов. Смола Amberlite TM FPC23 H имеет внутри большие поры для помещения молекул сахаридов. После окисления лактозы получают примерно 20 ммоль/л водные растворы лактобионата натрия. Этот раствор является оптимальным для пропускания через смолу при массовом соотношении катионит/лактобионат натрия 3/0,8-1,0. При таких условиях и температуре 25°С обмен иона натрия на ион водорода осуществляется на 98%. При снижении температуры до 5°С обмен ионов уменьшается до 75%. Молярная масса лактобионовой кислоты 358 Da, логарифм константы диссоциации рК=3,8. После 10 мин ионного обмена получают растворы лактобионовой кислоты с концентрацией 7-8 г/л. Поэтому для получения более концентрированного раствора воду необходимо удалить под вакуумом. Растворимость лактобионовой кислоты в воде 100 г/л; 10% раствор является насыщенным. Сама лактобионовая кислота очень гигроскопична. Промышленные образцы содержат примерно 20% воды.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Размер ионообменной колонки с катионитом Amberlite TM FPC23 H подбирают таким образом, чтобы пребывание раствора лактобионата натрия в ней было 10 мин. Для удаления низкомолекулярных кислых сульфостирольных молекул, присутствующих в катионите, его промывают 10 раз дистиллированной водой. Затем 4 раза 5% раствором соляной кислоты для превращения в необходимую Н⁺-форму. После этого пропускают через колонку 20 ммоль/л раствор лактобионата натрия в течение 10 мин при массовом соотношении катионит/лактобионат натрия 3/1 и температуре 25°С. Получают 7,4% раствор лактобионовой кислоты чистотой 98%.

Пример 2. Используют катионит КУ-2.8-ЧС ГОСТ 20298-74, как в примере 1, при соотношении катионит/лактобионат натрия 3/0,8. Получают 7,2% раствор лактобионовой кислоты чистотой 95%.

Таким образом, с помощью изобретения достигается усовершенствование способа получения лактобионовой кислоты по сравнению с известным способом получения ее аналога глюконовой кислоты.

Способ получения лактобионовой кислоты из лактобионата натрия ионным обменом на катонитах, отличающийся тем, что используют катиониты КУ-2.8-ЧС, Amberlite TM FPC23 H, пропускают через колонку с катонитом 20 ммоль/л раствор лактобионата натрия в течение 10 мин при массовом соотношении катионит/лактобионат натрия 3/0,8-1 и температуре 25°С.