DE2214442B2 - Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure - Google Patents
Verfahren zur Überführung von Glucose in GluconsäureInfo
- Publication number
- DE2214442B2 DE2214442B2 DE2214442A DE2214442A DE2214442B2 DE 2214442 B2 DE2214442 B2 DE 2214442B2 DE 2214442 A DE2214442 A DE 2214442A DE 2214442 A DE2214442 A DE 2214442A DE 2214442 B2 DE2214442 B2 DE 2214442B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- glucose
- god
- catalase
- solution
- gluconic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/58—Aldonic, ketoaldonic or saccharic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/31—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
- C07C51/313—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting with molecular oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/18—Multi-enzyme systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
GOD1
Der Einsatz der gelösten GOD für die oben genannte Reaktion ist technisch untragbar, da das kostspielige
Enzym nur für einen einzigen Reaktionsansatz verwen
det werden kann und bei präparat!ven Ansätzen zudem
eine Abtrennung des Enzymeiweißes notwendig ist Theoretisch könnten diese Schwierigkeiten zwar
dadurch beseitigt werden, daß GOD auf einem unlöslichen Träger gebunden angewendet wird. Es hat
sich jedoch herausgestellt daß dies in der Praxis
undurchführbar ist, da die trägergebundene GOD zwar
leicht abgetrennt werden kann, aber innerhalb kürzester
Inaktivierung mindestens teilweise das gebildete Wasserstoffperoxid verantwortlich ist wurde daher versucht diese Schwierigkeit durch Zusatz des Enzyms
Katalase zum Reaktionsansatz zu beseitigen. Katalase zersetzt Peroxid katalytisch unter Bildung von Sauer
stoff und Wasser gemäß nachstehender Gleichung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure durch Oxidation von
Glucose in Gegenwart eines Katalysators.
Die Überführung von Glucose in Gluconsäure ist für viele technische Zwecke von großem Interesse.
Hauptsächlich handelt es sich hierbei um Probleme bei der Abtrennung und Entfernung von Glucose aus
glucosehaltigen Gemischen mit anderen Substanzen, insbesondere weiteren Zuckern wie Fructose und
andererseits um die präparative Herstellung von Gluconsäure. Die Abtrennung von Glucose ist ein
besonderes Problem, beispielsweise bei Zuckern, die noch geringere Glucosemengen enthalten, die sich
äußerst schwierig entfernen lassen. Ein typischer derartiger Fall ist die Herstellung von Fructose für
diätetische Zwecke und Arzneimittel, wobei es vielfach äußerst schwierig ist, den Glucosegehalt so weit zu
senken, wie es die gesetzlichen Vorschriften erfordern. Ähnliche Probleme treten bei Nahrungsmitteln, insbesondere solchen für Diabetiker auf, beispielsweise bei
Fruchtsäften, Bier und Wein, bei denen großer Bedarf für einfache Methoden zur Entfernung des darin
enthaltenen Zuckers besteht. Es ist bekannt, daß Glucose durch Oxidation mit Sauerstoff in wäßriger
Lösung in Gluconsäure unter der katalytischen Wirkung des Enzyms Glucoseoxydase umgewandelt werden
kann. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht zur technischen Anwendung, da das Enzym Glycoseoxydase
hierbei sehr rasch seine Aktivität verliert und so teuer ist, daß ein Einsatz der benötigten großen Mengen
praktisch ausgeschlossen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu beseitigen und ein einfaches
Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure zu schaffen, welches die Nachteile des bekannten
Verfahrens vermeidet.
Gelöst wird dieses Problem erfindungsgemäß durch das in den Patentansprüchen definierte Verfahren.
Die enzymatische Überführung der Glucose in Gluconsäure durch Oxidation mit Sauerstoff in Gegen-
ίο Die durchgeführten Versuche zeigten jedoch, daß
auch bei Gegenwart von Katalase die rasche Inaktivierung der GOD nicht vermieden werden kann.
Es wurde daher versucht neben trägergebundener GOD trägergebundene Katalase in Mischung mit der
trägergebundenen GOD einzusetzen. Um eine möglichst innige Berührung und damit eine sofortige
Beseitigung neu gebildeten Wasserstoffperoxids zu erreichen, wurden die Enzyme jeweils an feintsiliges
Trägermaterial fixiert und die erhaltenen feinteiligen
Träger miteinander gemischt eingesetzt Aber auch auf
diese Weise konnten die geschilderten Schwierigkeiten nicht beseitigt werden, so daß angenommen werden
mußte, daß der Wasserstoffperoxidbildung keine entscheidende Bedeutung für die festgestellte rasche
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß das geschilderte Problem überwunden werden kann,
indem wie oben angegeben Glucoseoxydase und Katalase in unmittelbarer Nachbarschaft gewisserma-
Ben in molekülnachbarlicher Anordnung auf einem
geeigneten Träger gebunden verwendet werden. Dieses erfindungswesentliche Merkmal bedeutet, daß in grober
Annäherung am Träger sozusagen ein GOD-Molekül neben einem Katalasemolekül gebunden vorliegt. Es
wird angenommen, daß hierbei im molekularen Bereich eine Art Kreislaufreaktion stattfindet bei der von GOD
gebildetes H2O2 von in unmittelbarer Nachbarschaft
befindlicher Katalase wieder zerlegt wird, ehe das H2O2 auf ein weiteres GOD-Molekül einwirken kann.
bo Aus den oben angegebenen Formeln ist ersichtlich,
daß beim Verfahren der Erfindung nur bei höheren Glucosekonzentrationen zusätzlicher Sauerstoff erforderlich ist, da der zunächst eingesetzte Sauerstoff stets
zurückgebildet wird. Es hat sich jedoch als vorteilhaft
herausgestellt, zusätzlichen Sauerstoff zuzuführen, auch
wenn der Glucosegehalt in der zu behandelnden Lösung den durch die Temperatur der Lösung bedingten
Sauerstoffgehalt der Lösung auf molarer Basis nicht
wesentlich überschreitet, da in jedem Fall durch
Sauerstoffzugabe zur Lösung eine erhebliche Beschleunigung der Umsetzung bewirkt wird.
Die Zufuhr von Sauerstoff kann in Form von reinem Sauerstoff oder von Sauerstoff enthaltenden Mitteln,
insbesondere Gasen, wie Luft, erfolgen. Bevorzugt wird
die Zugabe von Sauerstoff ohne größere Beimengungen an Fremdgasen.
Das Verfahren der Erfindung muß bei pH-Werten durchgeführt werden, in denen die Enzyme Glucoseoxidase und Kataiase aktiv sind, nämlich zwischen 3,5 und 8.
Besonders gute Ergebnisse werden im pH-Wertbereich zwischen 4,5 und 7 erzielt Die maximale Aktivität
wurde in vielen Versuchen bei pH-Weiten zwischen 5 und 5,5 gemessen. Der pH-Wert der maximalen
Aktivität ist auch von der Herkunft der Enzyme abhängig, z. B. ob fine Kataiase aus Schimmelpilzen, die
bevorzugt wird, oder Säugetierleberkatalase verwendet
wird.
Die Aufrechterhaltung des gewünschten pH-Wertbereichs kann nach den für die pH-Wertregelung üblichen
Methoden der Chemie erfolgen, soweit hierdurch die Aktivität der Enzyme nicht nachteilig verändert wird.
Gute Ergebnisse wurden durch Zusatz von Laugen, wie insbesondere der alkalisch reagierenden Verbindungen
der Alkalimetalle wie z. B. Natronlauge, Natriumcarbonat oder Kalilauge erhalten. Auch organische Basen
erwiesen sich in gleicher Weise für die pH-Werteinstellung geeignet
Als besonders zweckmäßig hat sich eine Konstanthaltung des pH-Wertes innerhalb des bevorzugten
pH-Wertbereiches erwiesen. Eine solche Konstanthaltung kann beispielsweise durch automatische Titration
unter Verwendung einer Glaselektrode und eines pH-Staten erfolgen. Durch die Meßergebnisse der
pH-Elektrode öffnet der pH-Stat ein Ventil, welches den Auslauf einer Lauge wie z.B. Natronlauge in das
Reaktionsgefäß kontrolliert
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen durchgeführt, bei denen die Aktivität der Enzyme
in einer technisch brauchbaren Größenordnung liegt, nämlich zwischen 10 und 600C. Bei höheren Temperaturen erfolgt eine merkliche Denaturierung der Enzyme,
bei niedrigeren Temperaturen wird die Umsetzungsgeschwindigkeit zu langsam. Vorzugsweise wird bei
Temperaturen zwischen 25 und 50° C gearbeitet.
Das Verfahren der Erfindung kann ansatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Die ansatzweise
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich besonders einfach so durchführen, daß einem
geeigneten Reaktionsbehälter, der die glucosehaltige wäßrige Lösung enthält, der erfindungsgemäß verwendete Katalysator zugegeben und solange in der Lösung
belassen wird, bis die gewünschte Umsetzung abgelaufen ist. Zweckmäßig wird die Lösung dabei in üblicher
Weise bewegt, wobei Sauerstoff cingeblasen wird, was einerseits die gewünschte Anreicherung mit Sauerstoff
und anderersetis das Umwälzen der Lösung bewirkt. Nach Beendigung der Reaktion wird der Katalysator
entfernt, beispielsweise durch Abzentrifugieren oder Dekantieren. Der Katalysator kann dann ohne weitere
Maßnahmen wieder verwendet werden und auch die behandelte Lösung selbst kann als solche weiter
verwendet werden, beispielsweise wenn es sich um glucosehaltige Säfte handelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Umsetzung im
Kreislauf. Dies ermöglicht eine besonders einfache
Steuerung des Verfahrens. Außerdem läßt sich auf diese
Weise die gebildete Gluconsäure abtrennen und damit aus dem Gleichgewicht entfernen, so daß die Umsetzung besonders rasch und quantitativ abläuft Die
Abtrennung der Gluconsäure kann nach üblichen Methoden erfolgen, beispielsweise durch Bindung an
einen Anionenaustauscher, Überführung in ein schwer lösliches Salz oder sonstiges Derivat oder Abtrennung
nach anderen bekannten physikalischen oder chemi
sehen Methoden.
Besonders zweckmäßig bei dieser Ausführungsform ist die Entfernung der Gluconsäure durch Anionenaustauscherpassage. Da bei der kontinuierlichen Umsetzung im Kreislauf der erfindungsgemäß verwendete
ι s Katalysator ebenfalls zweckmäßig in Säulen angewendet wird, die von der zu behandelnden Lösung
durchströmt werden, kann das Verfahren durch einfache Hintereinanderschaltung von wenigstens zwei Säulen
durchgeführt werden, wobei die erste Säule den
erfindungsgemäßen Katalysator und die zweite Säule
das Anionenaustauscherharz enthält
Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator läßt sich erhalten, indem GOD und Kataiase gemischt aus
wäßriger Lösung an einen geeigneten Träger fixiert
werden. Geeignete Träger und Fixierungsmethoden
sind beispielsweise in der DE-OS 19 08 290 und der DE-PS 21 28 743 beschrieben. Die Art des jeweils
verwendeten Trägers ist hierbei nicht kritisch, solange nur GOD und Katalysator in unmittelbarer Nachbar-
jo schaft gemeinsam am Träger gebunden vorliegen.
Das Verhältnis der Aktivitäten von GOD zu Kataiase am Träger sollte zweckmäßig 1 :1 nicht überschreiten.
Vorzugsweise sollte das Verhältnis 1:10 oder größer sein. Sehr gute Ergebnisse wurden mit Aktivitätsver
hältnissen bis 1 :200 erzielt Es ist jedoch anzunehmen,
daß noch wesentlich höhere Aktivitätsverhältnisse ebenfalls ausgezeichnete Ergebnisse liefern. Ein besonderer Vorzug der hohen Aktivitätsverhältnisse, d.h.
einer hohen gebundenen Katalaseaktivität im Verhält
nis zur GOD-Aktivität besteht darin, daß der Sauer
stoffbedarf hierdurch wesentlich herabgesetzt wird. Diese Verringerung des Sauerstoffbedarfs beruht auf
der unverzüglichen Neubildung von Sauerstoff aus H2O2
gemäß Gleichung (2).
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bekannten chemischen Verfahren zur Überführung von
Glucose in Gluconsäure und zur Abtrennung von Glucose aus dieses enthaltenden wäßrigen Lösungen
den Vorteil der absoluten Spezifität und außerordentli
chen Einfachheit. Auch in Gegenwart sehr großer
Mengen chemisch ähnlicher Substanzen kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. So
ermöglicht es die Entfernung kleiner Glucosemengen bei Gegenwart anderer Zucker, wie z. B. Fructose in
weit überwiegenden Mengen. Durch das Verfahren der Erfindung werden damit Aufgaben lösbar, die mit den
bisher bekannten chemischen und physikalisch-chemischen Methoden nicht lösbar waren. Die Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens der Erfindung ist außeror-
dentlich vielfältig und reicht von der Glucoseentfernung aus Lebensmitteln und Getränken bis zur Herstellung
von glucosefreien Präparaten für die Arzneimittelindustrie und bis zur technischen Herstellung von Gluconsäure. Ein besonderer Vorzug des Verfahrens bei
t>5 Anwendung auf Getränke wie Fruchtsäfte, Bier und
Wein liegt darin, daß die gebildete Gluconsäure zwar leicht entfernt werden kann, aber nicht entfernt werden
muß, da sie selbst ein Geschmacksträger ist, welcher die
Geschmackseigenschaften der behandelten Getränke vorteilhaft abrundet
Im folgenden wird die Herstellung von trägergebundener GOD-Katalase für das Verfahren der Erfindung
beschrieben.
A. 50 mg eines handelsüblichen GOD-Präparates mit
einer spezifischen Aktivität von 220 U/mg werden in ImI 0^m Triäthanolamin/HCl-Puffer pH 8,0 gelöst
unter Einleiten von Stickstoff bei 30° C mit 0,25 ml Acrylsäure-23-epoxipropyIester versetzt und etwa 30
Minuten bei dieser Temperatur gerührt Anschließend wird auf 10° C abgekühlt Dann werden nacheinander
3,0 g Acrylamid, 0,1 g Ν,Ν'-MethyIen-bis-acrylamid und
300 mg eines Enzympräparates mit einer GOD-Aktivi- ·,
tat von 20 U/mg und einer Katalaseaktivität von 260 U/mg nacheinander in 18 ml destilliertem Wasser
gelöst und in das Reaktionsgefäß gebracht Dann wird die Polymerisationsreaktin durch Zusatz von 50 mg
Benzoylperoxid und 0,5 ml 5%ige Ν,Ν-Dimethylamino- J0
propionitrillösung gestartet Nach Beendigung der Polymerisation (ca. 1 Stunde) wird etwa 12 bis 18
Stunden bei 4° C stehen gelassen. Dann wird das gebildete Polymerisat durch ein Sieb mit 4 mm
Maschenweite gedrückt gewaschen und getrocknet. Die spezifische Aktivität der trägergebundenen Enzyme
beträgt:
GOD 281 U/mg (photometrischer GOD-Test nach H. U. Bergmeyer »Methoden der enzymatischen
Analyse«. Bd. I. S. 416 (1970). Katalase: 185 U/mg (manometrische Bestimmung
des freigesetzten O2).
Das erhaltene Präparat wird im folgenden als GOD-Katalase A bezeichnet >-,
B. 1,5 g eines Enzympräparates mit einer GOD-Aktivität
von 20 U/mg und einer Katalaseaktivität von 260 U/mg sowie 50 mg einer Katalase der spezifischen
Aktivität 39 000 U/mg wurden in 15 ml destilliertem Wasser und 7,5 ml 1 m Triäthanolamin/HCl-Puffer pH 4(l
8,0 gelöst. Dann wurden 1,25 ml Acrylsäure-2,3-epoxypropylester
unter Stickstoffatmosphäre bei 30° C zugegeben. Dann wird 30 Minuten bei dieser Temperatur
leicht gerührt auf 10°C abgekühlt und mit 15 g Acrylamid und 0,75 g Ν,Ν'-Methylen-bis-acrylamid in 4>
78 ml destilliertem Wasser versetzt Die Polymerisation wird durch Zusatz von 3 ml 5%ige Ammoniumperoxidisulfatlösung
und 3 ml 5%ige Dimethylaminopropionitrillösung gestartet. Die weitere Aufarbeitung erfolgt
wie in Versuch A. beschrieben.
Die spezifische Aktivität der erhaltenen GOD-Katalase beträgt:
GOD: 95 U/g (photometrisch).
Katalase: 4200 U/g (photometrisch nach H. U. Bergmeyer, Methoden der enzymatischen Analyse, Bd. 1, Seite 339 (1970)).
Katalase: 4200 U/g (photometrisch nach H. U. Bergmeyer, Methoden der enzymatischen Analyse, Bd. 1, Seite 339 (1970)).
Dieses GOD-Katalase-Präparat wird im folgenden als GOD-Katalase B bezeichnet t,o
Beispiel 1
Ansatzweise Durchführung des Verfahrens
Ansatzweise Durchführung des Verfahrens
20 g (0,11 Mol) Fructose und 1,1g (0,0055 MoI)
Glucosehydrat wurden mit Wasser auf 200 ml gelöst. Die Lösung wurde in ein thermostatisch geregeltes
Reaktionsgefäß gegeben, mit dem eins Temperatur von
50
55 35°C eingestellt wurde. Im Reaktionsgefäß befand sich
eine pH-Elektrode, die über einen pH-Stat mit einer mit 0,2 η NaOH-Lösung gefüllten Pürette verbunden war.
Der pH-Weit von 5,5 wurde konstant gehalten, indem bei einem Absinken durch im Laufe der Reaktion
gebildete Glueonsäure die entsprechende Menge
NaOH automatisch zufließen gelaasen wurde.
Außerdem enthielt das Reaktionsgefäß ein Sauerstoffeinleitungsrohr
mit Fritte, durch welches 101 Sauerstoff pro Stunde eingeleitet wurden.
Der Fructose-GIucose-Lösung wurden nun 250 mg
einer trägergebundenen GOD mit einer spezifischen Aktivität von 300 U/g zugesetzt In Abständen von 50
Minuten wurde der Glucosegehalt der Lösung bestimmt Nach 100 Minuten waren 20% der eingesetzten
Glucose in Glueonsäure umgewandelt
In einem weiteren Versuch wurde das oben beschriebene Verfahren wiederholt mit dem Unterschied,
daß zusätzlich 2 mg einer Katalase mit einer spezifischen Aktivität von 40 000 U/mg der Lösung
zugesetzt wurden. Nach 100 Minuten betrug der Glucoseumsatz 30%, nach 200 Minuten 40%. Bei noch
längerer Reaktionsdauer wurde die GOD inaktiviert und konnte nicht mehr aktiviert werden.
In einem weiteren Versuch wurde der erfindungsgemäßen Arbeitsweise gefolgt Es wurde wieder wie im
vorhergehenden Versuch beschrieben vorgegangen, anstelle von trägergebundener GOD und gelöster
Katalase wurde jedoch das oben beschriebene GOD-Katalase-Präparat A in einer Menge von 250 mg
zugesetzt. Nach 100 Minuten betrug die Umsetzung etwa 50%, nach 200 Minuten 70% der eingesetzten
Glucose. Eine Inaktivierung des Enzyms erfolgte nicht und bei fortdauernder Umsetzung konnte praktisch die
gesamte Glucose in Gluconsäure umgewandelt werden.
Das oben beschriebene Verfahren wurde noch einmal wiederholt unter Verwendung des oben beschriebenen
GOD-Katalase-Präparates B. Nach 100 Minuten waren etwa 40%, nach 200 Minuten 94% der Glucose in
Gluconsäure überführt. Nach 220 Minuten waren mehr als 99% der Glucose umgesetzt.
Die oben beschriebenen Versuche zeigen, daß erfindungsgemäß trotz Einsatz wesentlich niedrigerer
Enzymaktivitäten weitaus höhere Umsätze erzielt werden. Außerdem tritt erfindungsgemäß keine merkliche
Inaktivierung des Katalysators ein, während bei den Vergleichsversuchen ohne Katalase und mit gelöster
Katalase trotz hoher Enzymaktivitäten eine rasche irreversible Inaktivierung der Enzyme erfolgte.
Beispiel 2
Kontinuierliche Umsetzung
Kontinuierliche Umsetzung
1 g des trägergebundenen GOD-Katalase-Präparates B wurden in destilliertem Wasser suspendiert und
aufquellen gelassen. Anschließend wurden sie in eine Säule von 20 mm Innendurchmesser und 5 cm Länge
gefüllt. Über diese Säule wurde eine Lösung von 50 g Fructose und 2,75 g Glucosehydrat in 500 ml Wasser, die
bei 25° C von Luft durchperlt wurde, mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 1,2 1 pro Stunde gegeben.
Nach Durchlauf der Reaktionslösung wurde der pH-Wert mit 0,2 η Natronlauge wieder auf 6,5
eingestellt, Sauerstoff durchgeleitet und dann die Lösung wieder erneut im Kreislauf über die Säule
gegeben. Pro Durchlauf wurden 100 bis 120 mgGlucose in Gluconsäure überführt. Nach 23 Durchläufen waren
Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde der Enzymsäule eine Anionenaustauschersäule
(Acetat-beladenes IMAC A 27) nachgeschaltet und die pH-Wertregulierung durch Natronlaugezusatz
weggelassen. Die aus der Austauschersäule auslaufende Lösung enthielt nur noch 0,086% Gluconsäure,
bezogen auf den Fructosegehalt.
Der nachstehend beschriebene Versuch zeigt, daß die Geschwindigkeit der Glucoseumwandlung abhängt vom
Verhältnis Glucose : GOD-Katalase-Katalysator in der
Lösung.
Es wurde wie in Beispiel I beschrieben im ansatzweisen Verfahren eine Lösung von 20 g Fructose
und 1,1 g Glucose bei 4O0C, pH 5,5 und Durchleiten von Luft mit dem erfindungsgemäß verwendeten Katalysator
A gemischt. Die nach jeweils 100 Minuten Reaktionsdauer mit verschiedenen Mengen Katalysator
erhaltenen Ergebnisse zeigt nachstehende Tabelle:
Umgesetzte Glucose nach 100 Minuten
24%
69%
Claims (3)
1. Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure durch Oxidation mittels Sauerstoff in
wäßriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man einer glucosehaltigen wäßrigen
Lösung in Gegenwart eines Katalysators, der Glucoseoxidase und Katalase in molekülnachbarlicher Anordnung gemeinsam auf einem geeigneten
Träger gebunden enthält, Sauerstoff zuführt und während der Umsetzung den pH-Wert zwischen 3,5
und 8 und die Temperatur zwischen 10 und 60° C hält
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert zwischen 4,5 und 7
hält
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur zwischen
25 und 500C hält
wart von Glucoseoxydase (GOD) verläuft nach folgender allgemeiner Formel:
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2214442A DE2214442C3 (de) | 1972-03-24 | 1972-03-24 | Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure |
IT19316/73A IT990522B (it) | 1972-03-24 | 1973-01-17 | Processo per la trasformazione di glucosio in acido gluconico |
NL7301275A NL7301275A (de) | 1972-03-24 | 1973-01-30 | |
IL41424A IL41424A (en) | 1972-03-24 | 1973-01-30 | A process for the conversion of glucose into gluconic acid by oxidation with oxygen in aqueous solution |
SU1890392A SU470951A3 (ru) | 1972-03-24 | 1973-03-05 | Способ получени глюконовой кислоты |
US05/340,775 US3935071A (en) | 1972-03-24 | 1973-03-13 | Process for the conversion of glucose into gluconic acid |
FI825/73A FI56822C (fi) | 1972-03-24 | 1973-03-16 | Foerfarande foer att omvandla glukos till glukonsyra |
CH410473A CH575367A5 (de) | 1972-03-24 | 1973-03-21 | |
SE7304052A SE398746B (sv) | 1972-03-24 | 1973-03-22 | Forfarande for oxidation av glukos till glukonsyra |
GB1384473A GB1373562A (en) | 1972-03-24 | 1973-03-22 | Process for the conversion of glucose into gluconic acid |
FR7310586A FR2177931B1 (de) | 1972-03-24 | 1973-03-23 | |
JP48033398A JPS496193A (de) | 1972-03-24 | 1973-03-23 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2214442A DE2214442C3 (de) | 1972-03-24 | 1972-03-24 | Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2214442A1 DE2214442A1 (de) | 1973-10-11 |
DE2214442B2 true DE2214442B2 (de) | 1980-11-06 |
DE2214442C3 DE2214442C3 (de) | 1981-09-10 |
Family
ID=5840081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2214442A Expired DE2214442C3 (de) | 1972-03-24 | 1972-03-24 | Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3935071A (de) |
JP (1) | JPS496193A (de) |
CH (1) | CH575367A5 (de) |
DE (1) | DE2214442C3 (de) |
FI (1) | FI56822C (de) |
FR (1) | FR2177931B1 (de) |
GB (1) | GB1373562A (de) |
IL (1) | IL41424A (de) |
IT (1) | IT990522B (de) |
NL (1) | NL7301275A (de) |
SE (1) | SE398746B (de) |
SU (1) | SU470951A3 (de) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2446806A1 (fr) * | 1979-01-22 | 1980-08-14 | Solvay | Procede pour la fabrication d'acides aldoniques par voie enzymatique |
DE2911192A1 (de) * | 1979-03-22 | 1980-10-02 | Boehringer Sohn Ingelheim | Neuartiges immobilisiertes glucoseoxidase-katalasepraeparat und seine verwendung zur enzymatischen glucoseoxidation |
JPS57146593A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-10 | Ajinomoto Co Inc | Preparation of ribofuranosyltriazole derivative |
US4486408A (en) * | 1981-04-07 | 1984-12-04 | Kiel Johnathan L | Insoluble crosslinked cytotoxic oxidase-peroxidase system |
US4557927A (en) * | 1983-03-10 | 1985-12-10 | Kabushiki Kaisha Hoyashibara | Food products and process for producing same |
JPS59225140A (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-18 | Towa Kasei Kogyo Kk | グルコン酸カルシウムの製造方法 |
DK58385A (da) * | 1985-02-08 | 1986-08-09 | Novo Industri As | Fremgangsmaade til fremstilling af lavalkoholisk vin |
DE3508387C1 (de) * | 1985-03-08 | 1986-07-17 | Günter Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Bärwald | Verfahren zur Herstellung eines glukosearmen Aufschlussproduktes aus inulinhaltigen Pflanzenteilen |
JPS6214792A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-23 | Meiji Seika Kaisha Ltd | フラクトオリゴ糖高含有物の製造法 |
FR2726829B1 (fr) * | 1994-11-10 | 1997-01-17 | Roquette Freres | Composition de polyols, son procede de preparation et ses applications |
DE69510520T3 (de) * | 1994-11-10 | 2006-09-21 | Roquette Frères | Polyol-Zusammensetzungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Anwendungen |
NL1003095C2 (nl) * | 1995-05-12 | 1996-11-12 | Gist Brocades Bv | Enzymatic production of gluconic acid or its salts. |
EP0745677B1 (de) * | 1995-05-12 | 2002-04-24 | Dsm N.V. | Enzymatische Produktion von Glukonsäure und ihrer Salzen |
JP2000502904A (ja) * | 1995-12-27 | 2000-03-14 | ジェネンコア インターナショナル インコーポレーテッド | グルコン酸を調製するための方法およびそれにより製造されたグルコン酸 |
US20020119538A1 (en) * | 1997-10-15 | 2002-08-29 | Lantero Oreste J. | Process for the preparation of gluconic acid and gluconic acid produced thereby |
US6416981B1 (en) | 2000-05-23 | 2002-07-09 | Nec Partnership | Production of gluconate salts |
DE60116355T2 (de) * | 2000-10-21 | 2006-06-22 | Innovene Europe Ltd., Staines | Verfahren zur hydration von olefinen |
KR20030035140A (ko) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | 주식회사 한바이오텍 | 글루콘산 제일철의 제조방법 |
KR20030035139A (ko) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | 김정수 | 효소반응을 이용한 글루콘산 마그네슘의 제조방법 |
MXPA04008605A (es) | 2002-03-13 | 2004-12-06 | Grace W R & Co | Composiciones reductoras de agua beneficiadas. |
WO2003093489A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Nec Partnership | Production of gluconate salts |
US20080145501A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Peter Harris Brown | Acidic Sweetener And Methods Of Use Thereof |
EP2457990A1 (de) | 2010-11-29 | 2012-05-30 | Sika Technology AG | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gluconsäure |
CN102190578B (zh) * | 2011-03-09 | 2013-06-26 | 石允生 | 以葡萄糖磷酸盐为原料制备次磷酸(盐)和葡萄糖酸(盐)的方法 |
EP2532253A1 (de) | 2011-06-09 | 2012-12-12 | RUDOLF WILD GmbH & CO. KG | Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten flüssigen Lebensmittels |
DK3434113T3 (da) | 2012-06-29 | 2021-02-01 | Carlsberg Breweries As | Fremgangsmåde til fremstilling af drikkevarer ved fjernelse af syre |
EP3060675B1 (de) * | 2013-10-22 | 2019-01-30 | Ramot at Tel-Aviv University Ltd. | Erfassungsverfahren und -system |
AU2014375450B2 (en) | 2014-01-02 | 2017-11-16 | Carlsberg Breweries A/S | Flavour stable beverages |
GB201417386D0 (en) | 2014-10-01 | 2014-11-12 | Nofima As | Sugar-depleted fruit or vegetable juice product, method of producing the same and use thereof to maintain health and treat and to prevent medical ailments |
DE102015102502A1 (de) | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Gustav Lermer GmbH & Co.KG | Verfahren und Vorrichtung zur biotechnologischen Reduzierung von Zuckerstoffen in Fruchtedukten zwecks Erhalts zuckerreduzierter Fruchtprodukte |
WO2016131432A1 (de) | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Gustav Lermer Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur biotechnologischen reduzierung von zuckerstoffen in fruchtedukten zwecks erhalts zuckerreduzierter fruchtprodukte |
WO2017016949A1 (de) | 2015-07-24 | 2017-02-02 | Annikki Gmbh | Verfahren zur enzymatischen produktion von oxidations- und reduktionsprodukten von gemischten zuckern |
US11275078B2 (en) | 2015-12-09 | 2022-03-15 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Method and system for sensing |
US11254959B2 (en) | 2016-05-23 | 2022-02-22 | Annikki Gmbh | Process for the conversion of sugars |
WO2018029698A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | Chauhan, Mahesh | Novel nutraceutical composition |
US11203769B1 (en) | 2017-02-13 | 2021-12-21 | Solugen, Inc. | Hydrogen peroxide and gluconic acid production |
CN114990170A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-02 | 青岛龙鼎生物技术有限公司 | 一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB923858A (en) * | 1959-11-10 | 1963-04-18 | J & J Colman Ltd | Process for altering the ratio of fructose to glucose in invert sugar solutions |
IL32406A (en) * | 1968-06-26 | 1973-01-30 | Snam Progetti | Enzyme preparations comprising a solution or dispersion of enzyme occluded in filaments of cellulose esters or synthetic polymers |
DE1908290C3 (de) * | 1969-02-19 | 1982-04-08 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Acrylamid-mischpolymerisat |
BE790338A (fr) * | 1971-10-20 | 1973-04-20 | Mallinckrodt Chemical Works | Compositions reactives de recherche sur des echantillons biologiques, et leurs procedes de preparation et d'utilisation |
US3830699A (en) * | 1972-03-16 | 1974-08-20 | Exxon Research Engineering Co | Insolubilized enzymes |
-
1972
- 1972-03-24 DE DE2214442A patent/DE2214442C3/de not_active Expired
-
1973
- 1973-01-17 IT IT19316/73A patent/IT990522B/it active
- 1973-01-30 IL IL41424A patent/IL41424A/en unknown
- 1973-01-30 NL NL7301275A patent/NL7301275A/xx not_active Application Discontinuation
- 1973-03-05 SU SU1890392A patent/SU470951A3/ru active
- 1973-03-13 US US05/340,775 patent/US3935071A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-03-16 FI FI825/73A patent/FI56822C/fi active
- 1973-03-21 CH CH410473A patent/CH575367A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-03-22 GB GB1384473A patent/GB1373562A/en not_active Expired
- 1973-03-22 SE SE7304052A patent/SE398746B/xx unknown
- 1973-03-23 FR FR7310586A patent/FR2177931B1/fr not_active Expired
- 1973-03-23 JP JP48033398A patent/JPS496193A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE398746B (sv) | 1978-01-16 |
FI56822C (fi) | 1980-04-10 |
IL41424A (en) | 1976-03-31 |
FR2177931A1 (de) | 1973-11-09 |
JPS496193A (de) | 1974-01-19 |
US3935071A (en) | 1976-01-27 |
DE2214442A1 (de) | 1973-10-11 |
CH575367A5 (de) | 1976-05-14 |
NL7301275A (de) | 1973-09-26 |
SU470951A3 (ru) | 1975-05-15 |
FI56822B (fi) | 1979-12-31 |
IT990522B (it) | 1975-07-10 |
GB1373562A (en) | 1974-11-13 |
FR2177931B1 (de) | 1976-11-05 |
DE2214442C3 (de) | 1981-09-10 |
IL41424A0 (en) | 1973-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2214442C3 (de) | Verfahren zur Überführung von Glucose in Gluconsäure | |
EP0201676B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines glukosearmen Aufschlussproduktes aus inulinhaltigen Pflanzenteilen | |
DE68909488T2 (de) | Vernetzte Glukose-Isomerase. | |
DE1954489B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Karamelfarbstoff | |
DE3783747T2 (de) | Maisquellwasser. | |
DE3783565T2 (de) | Verfahren zur herstellung von oligosacchariden. | |
DE2519382A1 (de) | Verfahren zur gewinnung einer gereinigten alpha-galactosidase aus einer alpha-galactosidase enthaltenden fluessigkeit | |
DE3213107A1 (de) | Verfahren zur herstellung von isomaltulose (6-o-(alpha)-d-glucopyranosido-d-fructose) mit hilfe von immobilisierten bakterienzellen | |
DE69634364T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Gluconsäure und durch dieses hergestellte Gluconsäure | |
DE3043380C2 (de) | ||
DE2003732B2 (de) | Kontinuierliches verfahren zur gewinnung von gluconsaeure | |
DE69003247T2 (de) | Verfahren zur herstellung von glyoxylsäure durch enzymatische oxydation von glykolsäure. | |
DE2752499A1 (de) | Verfahren zur enzymatischen umwandlung eines penicillins in 6-aminopenicillansaeure | |
DE1903074C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Maltit | |
EP0081185A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Isomerose | |
DE68914989T2 (de) | Verfahren zur Behandlung und Entfärbung von Proteinlösungen, die Häm- und Chlorophyll-Pigmente enthalten, und entsprechende Produkte. | |
DE69029831T2 (de) | Verfahren zur herstellung alkoholischer getränke | |
DE2707876C2 (de) | ||
DE3738188C2 (de) | ||
DE2754719C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus 2-Ketogulonsaure und 2-Ketogluconsaure oder deren Salzen | |
AT313217B (de) | Verfahren zur Herstellung eines nichtkristallisierenden, süßen Sirups | |
DE2224680C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von La ctulose sirup | |
DE69121003T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von L-Phenylalanin | |
DE1279010B (de) | Verfahren zur Gewinnung von AEpfelsaeure | |
DE99253C (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |