SK280590B6 - Spôsob výroby l-arabinózy - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby L-arabinózy.

Doterajší stav techniky

L-Arabinóza patrí medzi vzácne sacharidy, ktoré sú súčasťou živých systémov, rastlín a drevín. Využíva sa v biochémii, mikrobiológii a ako základná východisková látka pri výrobe ďalších vzácnych sacharidov. Príprava L-arabinózy bola opísaná z repných rezkov a arabskej gumy (napr. Tibenský V.: Čs. pat. 129 664, 137 537), kde je súčasťou polymémych štruktúr. Po hydrolýze vstupnej suroviny (účinkom minerálnych kyselín alebo biotechnologickými postupmi) je možné uvoľniť L-arabinózu do roztoku vo forme monomémych jednotiek. Po tejto hydrolýze makromolekulového skeletu obsahuje reakčná zmes okrem L-arabinózy taktiež veľké množstvo ďalších látok, predovšetkým iných sacharidov a organických kyselín. Nevýhodou opísaných postupov je, že práve prítomnosť sprievodných produktov má za následok problémy pri izolácii L-arabinózy. Príprava čistého produktu vyžaduje použitie opakovanej kryštalizácie, pripadne ďalších chromatografických metód. Tento fakt má za následok znižovanie výťažnosti L-arabinózy.

dukovaný etanol sa oddelí od L-arabinózy na vákuovej odparke a je možné ho použiť v procese kryštalizácie L-arabinózy.

Podstata vynálezu

Podstatou spôsobu výroby L-arabinózy podľa vynálezu je, že sa hydrolyzáty surovín obsahujúce L-arabinózu, výhodne repných rezkov a arabskej gumy, v koncentrácii 2 až 30 % hmotn. submerzne kultivujú v prítomnosti kvasiniek vo vodnom médiu pri teplote 10 až 40 °C, hodnote pH 3,0 až 7,0. Ako produkčné mikroorganizmy je možné použiť kvasinky produkujúce etanol, pričom je výhodné použiť kmene Saccharomyces cerevisiae S10 a Saccharomyces oviformis S21. Tieto kmene sú uložené na Katedre biochemickej technológie Chemickotechnologickej fakulty STU v Bratislave a majú selektivitu konverzie sacharidov a ďalších rezíduí na etanol pri minimálnej tvorbe organických kyselín a ďalších nežiaducich látok

V priebehu kultivácie sa hodnota pH udržiava v požadovanom rozsahu samovoľne, prípadne prídavkom alkalický reagujúcich roztokov, hlavne KOH, NaOH, NH₄OH, CaCOj, Ca(OH)₂. Kultivácia prebieha bez prevzdušňovania a bez výrazných nárokov na sterilitu. Médium sa mierne mieša (10 - 50 ot./min.'¹), čo podporuje uvoľňovanie oxidu uhličitého a urýchľuje kvasenie. Na zaočkovanie produkčného fermentora je výhodné použiť vegetatívne inokulum kvasiniek pripravené osobitne submerznou kultiváciou za analogických podmienok a dávkuje sa do produkčného fermentora v množstve od 5 do 30 % celkového objemu.

Hydrolyzáty prírodných surovín, vhodné na prípravu L-arabinózy, pripravené kyslou hydrolýzou alebo biotechnologickým postupom, obsahujú minerálne a nutričné látky. Médium je možné podľa potreby doživiť minerálnymi a výživovými komponentmi, ktoré podporujú rast kvasiniek a produkciu etanolu.

Fermentácia sa uskutočňuje až do vyčerpania utilizovateľných sacharidických zdrojov, ktoré sú zastúpené predovšetkým D-glukózou a inými sacharidmi, prípadne organickými kyselinami a ďalšími zložkami. L-Arabinózu je možné pripraviť z vyfermentovaného média po separácii produkčného mikroorganizmu bežnými priemyselnými postupmi (odfarbenie, odsolenie, kryštalizácia a pod.). NaproPríklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Do 51 média, pripraveného hydrolýzou repných rezkov, s obsahom L-arabinózy 120 g/1 sa pridá 0,5 g/1 (NH₄)₂SO₄, 0,3 g/1 KH₂PO₄, 0,2 g/1 MgSO₄.7H₂O a 3 g/1 kvasničného autolyzátu. Hodnota pH sa upraví prídavkom NH₄OH na 6,5. Takto pripravené produkčné médium sa zahreje na 85 °C a po 30 min. sa ochladí na 32 °C.

0,51 inokulačného média rovnakého zloženia v 11 kultivačných bankách sa zaočkuje kvasinkami Sacharomyces oviformis S21 a ďalej sa médium kultivuje staticky za občasného premiešavania 28 hodín pri 30 °C. Takto pripravená submerzná kultúra sa použije na zaočkovanie 51 produkčného média. Kultivácia prebieha pri 30 °C za mierneho premiešavania (50 ot./min.) až do ukončenia kvasenia. Obsah redukujúcich a balastných látok v médiu sa zníži asi o 40 %, obsah L-arabinózy sa nemení. Bunková hmota mikroorganizmu sa odstráni z média centrifúgáciou. Po odfarbení a odstránení zvyškových minerálií a organických kyselín perkoláciou cez vymieňače katiónov a aniónov sa roztok L-arabinózy zahustí a vykryštalizuje. Takto pripravená L-arabinóza obsahuje menej ako 1 % nečistôt.

Príklad 2

Pripraví sa produkčné médium analogicky ako v príklade 1. Ako produkčný mikroorganizmus sa použije biomasa, získaná z predchádzajúcej konverzie v množstve 2 g suchej váhy na 1 1 média. Podmienky sú analogické ako v príklade 1.

Príklad 3

Pripraví sa produkčné médium z hydrolyzátov arabskej gumy, ktoré obsahujú 130 g/1 L-arabinózy analogickým postupom, uvedeným v príklade 1. Na kultiváciu sa použijú kvasinky Saccharomyces cerevisiae S10. Príprava mikroorganizmu, podmienky kultivácie a izolácia L-arabinózy sú analogické ako v príklade 1.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je možné využiť pri priemyselnej výrobe L-arabinózy, ktorá má využitie predovšetkým v chemickom a farmaceutickom priemysle.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby L-arabinózy, vyznačujúci sa t ý m , že sa hydrolyzáty surovín obsahujúce L-arabinózu v koncentrácii 2 až 30 % hmotn. submerzne kultivujú v prítomnosti kvasiniek vo vodnom živnom médiu pri teplote 10 až 40 °C, hodnote pH 3,0 až 7,0.
2. 2. Spôsob výroby L-arabinózy podľa nároku 1, vyzná č u j ú c i sa tým, že sa ako surovina použijú hydrolyzáty repných rezkov a arabskej gumy.