Способ получения глюкозы
Патент 767208
Авторы
Способ получения глюкозы
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик (щ?6?208 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10 ° 07 ° 78 (21) 2643074/28-13 <„з
С 13 К 1/02
С 12 0 13/02 с присоединением заявки ¹Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 300980, бюллетень ¹ 36 (53) УДК 663. 53 (088.8) Дата опубликования описания03. 10. 80 (72) Авторы изобретения д. Ю. Балцере, A. К. Арен и Д. Я. Дайн (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧБНИЯ ГЛВКОЗИ
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу получения глюкозы.
Для получения глюкозы используют ферментативное расщепление одного из наиболее распространенных природных полисахаридов - целлюлозы, в том числе целлюлозы различных целлюлозусодержащих отходов лесной, деревообрабатывающей промышленности, сельского 1О хозяйства, а также макулатуры.
Известен способ получения глюкозы из целлюлозусодержащего сырья, предусматривающий смешивание сырья с ферментом и водой и ферментативный 15 гидролиз сырья с последующим отбором полученного гидролизата (1).
Известен также способ получения глюкозы из целлюлозусодержащего сы- 20 рья, заключающийся в двухстадийном гидролизе сырья (2).
Этот способ предусматривает получение на первой стадии смеси глюкозы и олигосахаридов с помощью нативного 25 фермента, а на второй стадии получения глюкозы — путем гидролиза полученных олигосахаридов целлюлаэой, 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(3).
По известному способу гидролиэ проходит в 0,001 N. 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 большое, по отношению к субстрату, количество ферментного пре-, парата(субстрат: ферментный препа-, рат = 1:0,3).Кроме того, сравнительно короток срок действия ферментного препарата, так как молекулярная масса EMA(20000-30000) не обеспечивает высокой стабильности ферментного препарата.
Целью изобретения является экономия фермента при одновременном обе= спечении высокого выхода растворимых сахаров и увеличение срока службы ферментного препарата.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве носителя используют
767208 сополимер винилпирролидона-акролеина, при этом Ферментный препарат вводят в процессе гидролиза в соотношении целлюлоза : ферментный препарат-1:0,01-0,02.
В предлагаемом способе используют водорастворимый препарат целлюлоза/сополчмер винилпирролидона-акролеина. Растворимый биокаталиэатор ,исключает диффузные затруднения и создает оптимальные условия для гидролиза целлюлозы с высоким выходом глюкозы при низком количестве ферментного препарата. Условия гидролиза (рН=4,8-5,0; t=45-50 С)обеспечивают адсорбцию ферментного препарата на целлюлозе. Это сокращает потери ферментного препарата при злюировании глюкозы из колонны. Молекулярная масса сополимера винилпирролидонаакролеина ("50000)способствует ста— бильности 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 M.ацетатного буфера (рН = 4,8-5,0) при о
45-50 С;последующий гидролиэ целлюлозы адсорбированным препаратом в тех же условиях Глюкозу удаляют элюированием иэ 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 22-23.дня с выходом глюкозы 0,5-0 6 г на 1 г ферментного препарата в час.
Пример 1. 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 буфере(рН=4,8).
Заливают колонну 60 мл приготовленного раствора(целлюлоза:ферментный препарат = 1:0,01).Адсорбцию ферментного препарата и последующий гидролиз производят при 50 С. Через 24 ч проводят злюирование глюкозы 0,05 М.ацетатным буфером. Периодическим добавлением целлюлозы и промыванием колон .ны буфером с добавлением ферментного препарата 0,1 мг/мл в системе со-., 60
Способ получения глюкозы путем гидролиэа целлюлозы ферментным препаратом целлюлазой, ковалентно связанной с носителем, о т л и ч а юшийся тем,что, с целью повышения выхода глюкозы и снижения расхода ферментного препарата, в качестве носителя используют сополимер храняется первоначальное. весовое соотношение субстрата и Ферментного препарата. Гидролиэ продолжается 2223 дня с первоначальным выходом глюкозы. Срок службы гидролиэующего
5 агента 22-23 дня.
Выход глюкозы 0,5 г на 1 г фер ментного препарата в час. определение глюкозы. К 1 мл анали. эируемого раствора добавляют 1 мл
19 0,05 М. ацетатного буфера(рН=4,8) и 2 мл реагента 3,5=динитросалициловой кислоты(ДНС). Параллельно ставят контроль (1мл буфера и 2 мл 3,5-ДНС), Кипятят 15 мин, охдаждают и колориметрируют(7 фильтров).По калибровочной кривой определяют содержание глюкозы.
Пример 2. Колонну заполняют
5 г бумаги. Приготавливают раствор ферментного препарата(1 кг препарата/мл) в 0,05 М.ацетатном буфере (рН=5,0).Çàëèâàþò бумагу 100 мл приготовленного раствора(целлюлоза:
Ферментный препарат = 1:0,02),Адсорбция ферментного препарата и по25 следующий гидролиз при 45 С. Выделение глюкозы аналогично примеру 1.
Выход глюкозы 0,6 г на 1г фермент. ного препарата в час.
Пример 3. Колонну заполняют
30 15 r бумаги и заливают 225 мл раствором ферментного препарата(1 мг препарата/мл) в 0,05 М.ацетатном буФере(рН=4,9),Соотношение целлюлоза: ферментный препарат=1:0,015. Адсорб35 ция и последующий гидролиз при 48 С.
Дальнейшее проведение дроцесса аналогично примеру 1.
Продолжительность действия ферментного препарата с первоначальной активностью 23 дня.
Выход глюкозы 0,59 r на 1 r ферментного препарата в час.
Преимущества предлагаемого способа заключаются в зкономии ферментного препарата по сравнению .с извест45 ным в 15-30 раэ и обеспечении высокого выхода глюкозы.
Так как предлагаемый спОсоб позволяет сохранить первоначальную активность ферментного препарата про50 должительное время при переработке целлюлоэусодержащих отходов, например макулатуры, ожидается экономический эффект в народном хозяйстве в размере 50-70000 рублей.:
Формула изобретения
767208
Составитель М. Ларина
Редактор E. Дайч Техред Н.Ковалева Корректор М. Демчик
Заказ 7137/24 Тираж 39 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, винилпирролидона-акролеина, при этом ферментный препарат вводят в процессе гидролиза в соотношении целлюлоза:ферментный препарат 1:0,01-0,02.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США 9 3764475, кл. 195-33, опублик. 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
9 562573, кл. С 13 К 1/02, 1975.
3. Патент Великобритании
Р 284925, кл. BIX, опублик,1972 (прототип).