Способ производства итаконовой кислоты

Способ производства итаконовой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 261277 (21) 2560084/28-13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0505.80 Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания ц 50580 (51)М. Кл.2

С 12 D 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

A.Ã. Петухов, Н.Г. Чернова, В.A. Тищенко и Н. К. Беленькая (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА HTAKOHOBOA

КИСЛОТЫ

Наиболее близким к изобреТению по технической сущности и достЪ гаемому эффекту является способ производства итаконовой кислоты путем поверхностного выращивания продуцирующих ее микроорганизмов на питательной среде, с.одержащей источник углерода с добавлением необходимых для роста минеральных солей, кукурузного экстракта и минеральных кислот, с последующим выделением продукта упариванием раствора, фильтрующей кри ст алли з аци ей, выделением кристаллов и сушкой (3) .

Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход кислоты, наличие остаточного сахара в пленке мицелия, что приводит к ее быстрому разрыву и затрудняет съем мицели я с кювет бродильных камер.

Белью изобретения является увеличени е выхода ит аконовой кислоты, снижение содержания остаточного сахара в сброженных растворах и тем самым упрощение процесса благодаря получению более эластичной;и легко снимаемой пленки мицелия с меньшим количеством биомассы, что облегчает

Известны способы производства итаконовой кислоты путем поверхностного выращивания продуцирующих ее ми кроор гани з мов, н апример Aspergi I I us

ter reu s, н а пи т ател ьных средах, содержащих в качестве источника углерода мелассу (1), сахар-сырец (тростниковый) (2) и другие необходимые минеральные соли, кислоты, с последующим выделением целевого

20 пр оду кт а.

Однако применение, например, мелассы, требует дополнительных затрат на обеспечение. стерильности производства, поскольку заражение посто-2с ронней микрофлорой ведет с снижению выхода киспоты.

Использование дорогостоящего сахара-сырца приводит к повышению себестоимости целевого продукта.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способу производства итаконовой кислоты, используемой для изготовления моющих средств, ионитов, инсектицидов, присадок, красителей и ряда сложных органических соединений. (53) УДК 661. 733,547.

462 3 (088 81

732 379 сбор мицелия по окончании ферментации.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве источника углерода используют технический гликокол в количестве 50-759 в пересчете на сахаристые вещества.

Смесь сахара-песка 35 r, технического гликокола, отмытого от хлоридов 35 г, аммиачной селитры 2,5 г, кукурузного экстракта 0,2 г, цинка сернокислого 0,0044 r калия фосфорно-кислого однозамещенного 0,001 r помещают в колбу на 1 л, доводят до метки водопроводной водой и тщательно перемешивают, Подкисляют концентрированной азотной кислотой до рН 2,1 (предел 2,02,3), закрывают ватно-марлевой пробкой и стерилизуют (на электроплитке о кипятят 10 мин) . Охлаждают до 40 С и разливают в стерильные стаканы, 20 предварительно обработав инструменты и рабочий1 ci oë 70%-ным спиртом гидролизным высшей очистки, Параллельно готовят контрольный раствор, используя 70 г/л .сахара-песка и те же количества остальных реактивов, но без добавки гликокола °

Разливают питательно-бродильные растворы в стерильные стаканы .по четыре стакана на каждый опыт (четыре параллели) ° Растворы разливают быстро, обжигая над спиртовкой края колб, стаканов и цилиндров. Раствор из цилиндра выливают в каждый стакан по

170 мл, чуть приподнимая края ватником.

Затем быстро над горячей спиртовкой и факелом производят посев спор гриба AspergiIIus terreus с помощью пульверизатора. Стаканы, закрытые 40 ватником, ставят на протертый спиртом поднос, заносят в термокамеру и ставят на стеллажи. (При заходе в термокамеру соблюдаются все правила стерильности) . 45

Термокамера предназначена для проведения ферментации (сбраживания) бродильных растворов в лабораторных услови ях .

В термокамере поддерживают постоянную температуру 35-37 С. 3-кратный обмен воздуха по объему камеры.

После сформировывания нормального мицИлия (через двое суток на третьи) производят долив раствора под пленку целия.

55 я этого готовят по 2 л испытуемого и контрольного растворов.

Контрольный раствор, используемый для долива содержит сахар-песок кристаллический, пищевой 120 г/л, {) магний хлористый 0,75 г/л и азотную кислоту до рН 2,1.

Подготовку растворов для долива и их стерилизацию производят, как и приготовление растворов при наливе. о

Затем растворы охлаждают до 30-32 С т.е. ниже температуры, чем при наливе, чтобы не обжечь живой мицелий.

Долив производят в термокамере стерильно. Для этого со стаканов снимают ватники и быстро, но осторожно, наклонив и поворачивая стакан, чтобы не повредить мицелий на поверхности, производят долив до

340 мл в каждый стакан, что соответствует высоте слоя 8 см.

В течение последующих дней визуально наблюдают за ростом мицелия.

Если в каком-либо стакане появится заражение, его накрывают ватйиком, выносят из термокамеры и автоклавируют.

Во время ферментации заражения и,спытуемых образцов не было.

Иицелий серовато-белого цвета мелко извилистый, эластичный, тонкий, мало биомассы, расхождения в характеристиках мицелия в параллелях опыта нет.

После первых анализов иэ термокамеры (на. восьмые-девятые сутки) определяют возможность проведения дополнительного долива (подлив под мицелий) .

В случае плотного незараженного мицелия и при нормальном кислотообразовании (определяют на анализу пробы при заходе) делают подлив следующего состава, мл/л: сахар-песок 25, гликокол 25.

Спустя 13-15 суток от начала брожения цикл кислотообразования заканчивают.

По окончании опыта сброженный раствор из каждого стакана сливают отдельно и проводят контрольные анализы.

Количественное опредеЛение содержания итаконовой кислоты ведут по методу Фридкина, основанному на изменении поглощения брома итаконовой кислотой в забуферной бромной воде; определение общей кислотности — по методу нейтрализации в сброженном растворе итаконовой кислоты 0,1 N н. едким натром в присутствии фенолфталеина; определение сахара — по методу окисления сахара испытуемого раствора в щелочной среде окисью меди путем обратного титрования (реактив-окислитель, содержащий медь, Фелингова жидкость).

Результаты опытов приведены в таблице.

732379 личение итаконовой ки слоты

В во омассыл г

4,07

0,74

1250

4,0

60

4,90

0,48

4,80

60

5,60

5,69

5,75

0,61

1100

35

5,75

10 30

Отсутствие

17,5

52,5 60

35 30

5,60

5,58

5,60

1030

То же

0,24

30

5,63

1015

35 35 30

5,80

5,75

Отсутствие

52,5 30 30

17,5

5,45

5,40

1030

То же

К

) Подлив - 50 г/л сахара-песка.

Подлив — 25 г/л сахара-песка, 25 г/л гликокола, азотная кислота до РН 2,1.

ФоРмула изобретения

Во всех опыт ах сост ав налив а, г/л: магний хлористый 0,75, аммиачная селитра 2, 5; цинк сернокислый О, 0044, калий фосфорнокислый однозамещенный

О, 00 1, кукурузный э кстракт О, 2, азотная кислота до РН 2,10. Состав долива: магний хлористый 0,75 г/л, азотная кислота до РН 2,05. Количества сахара и гликокола указаны в таблице.

Далее сброженные растворы упаривают в лабораторных условиях под вакуумом 0,8+0,1 кгс/см, поддерживая температуру 52+8 С.

Упаривание производят до концентрации по общей кислотности- 37-39, 5% и по сахару не более 2,3В.

Общую кислотность и содержание сахара определяют расчетным путем, исхОдя из объема и концентрации раствора для упаковки. 45

Упаренный раствор кристаллизуют для получени я т ехнической итаконоо вой кислоты при 8+2 C.

После отжима кристаллы технической итаконовой кислоты растворяют в дистиллированной воде до концентрации 25%, добавляют активированный уголь голь (10-11Ъ от веса итаконовой кислоты) . н- 55

Осветление проводят при постоянном перемешивании с подогревом до

87+2 C с последующей 40-мин выдерж-" кой °

Горячий осветленный раствор фильтруют на вакуум-фильтре для отделения Я) угля.

Очищенный раствор товарной итаконовой кислоты (без следов желтизны и полном отсутствии угля) кристалли. о зуют при 8-2 C и фильтруют.

Отжатые кристаллы итаконовой кислоты сушат и анализируют. Товарная итаконовая кислота, полученная в лабораторных условиях, соответствует

ТУ 6-09-2522-74 по всем показателям.

Выход товарной итаконовой кислоты составляет 70% от технической кислоты.

Из таблицы видно, что при введении гликокола в налив, долив и. подлив увеличивается выход итаконовой иислоты более чем на 10%, уменьшается содержание остаточного сахара, уменьшается в среднем на 15% количество биомассы мицелия.

Пленка мицелия более эластичная, легче снимается после окончания ферментации.

Способ производства итаконовой кислоты путем поверхностного выращивания продуцирующих ее микроорганизмов на питательной среде, содержащей источник углерода с добавлением необходимых для роста минеральных солей, кукурузного экстракта и минеральных кислот, с последующим выделением продукта упариванием раствора, фильтрацией, кристаллизацией, выделением кристаллов и сушкой, отличающийся тем,что с целью повышения выхода итаконовой кислоты, снижения содержания остаточного сахара в сброженных растворах, и тем самым упрощения процесса, в качестве источника углерода используют технический гликокол в количес "ве 50-75% в пересчете на сахаристые вещества.

732379

Редактор Т. Шаргацова

Заказ 1655/17 тираж 522 Подписное

11НИИП11 1 .-Ударственного комитета СССР пз девам изобретений и открытий

1130,5, Мо -.ива, Ж--15, Раушская наб., д. 4/5

Филиал !1 1п патин т, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СС Р

Р 216579, кл, С 12 D 1/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 282250 к » С 21 D 1/02, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

У 507633, кл. С 12 D 1/02, 1974 (прототип) .

Составитель bl. Ларина

Техред М,Петко КорРектоР Е ..Папп