Лимон қышқылын алу

Презентация қосу

Витаминдер алу
биотехнологиясы
2. Витаминдер әртүрлі химиялық табиғаттағы алмастырылмайтын
органикалық қосылыстар тобы. Олар кез-келген организмге
каталитикалық және реттеуші функцияларды орындау үшін аз
концентрацияда қажет.
Витаминдер негізгі көзі – өсімдіктер.
Витаминдер адам ағзасына тағам өнімдерімен бірге келеді.
Дәрумендердің жетіспеушілігі әртүрлі ауруларға әкелуі мүмкін (бұл
цинга, әртүрлі анемия және т.б.).
Витаминдерді қолдану:
1. бұл дәрі-дәрмектер
2. бұл теңдестірілген тамақтану компоненттері
3. бұл парфюмерлік өнімдердің компоненттері
4. бұл биологиялық белсенді қоспалар
5. бұл өндірістің биотехнологиялық процестерін қарқындатуға
арналған компоненттер.
Әдетте, витаминдердің өздері емес, олардың туындылары -
коферменттер жоғары биологиялық белсенділікке ие екендігі
белгілі. Витаминдік аналогтары табылмаған коферменттер де
ашылған.
Әр түрлі витаминдерге негізделген коферменттік формалар кең
әсер ету спектріне ие және медициналық практикада тиімді
қолданылады.
Көптеген витаминдерді табиғи көздерден бөліп алады немесе
химиялық жолмен синтездейді. Алайда, биотехнологияның
көмегімен бүгінде құрылымы жағынан өте күрделі В2, В12
витаминдері, β-каротин (А провитамині), РР және Д
витаминінің ізашарлары (эргостерин) өндіріледі.
Сонымен қатар, С дәрумені (аскорбин қышқылы) синтезінде
микроорганизмдер d-сорбитті L-сорбозаға селективті
тотықтырғыштары ретінде қолданылады.
В2 витаминін (рибофлавин) алу.
Бастапқыда бұл витаминді табиғи шикізаттан бөліп алды (максималды концентрацияда ол
сәбіз мен бауырда болады). Содан кейін өнеркәсіптік синтездің химиялық және
микробиологиялық әдістері жасалды. Рибофлавин коэнзим формаларында жұмыс
істеуімен сипатталады:
- флавиномононуклеотид (ФМН)
-флавинадениндинуклеотид (ФАД).
Рибофлавин көздеріне мыналар жатады:
-жоғары өсімдіктер
-ашытқылар
- мицелиалды саңырауқұлақтар.
Олардың барлығы рибофлавинді синтездей алады.
Рибофлавиннің белсенді продуценті - Eremothecium ashbyii және Ashbya gossipii ашытқы
тәрізді саңырауқұлақ культурасы. Рибофлавиннің жоғары синтезін жабайы штаммдарға В2
витамині синтезінің ретроингибирлеу механизмін бұзатын мутагендер, флавин
нуклеотидтері, сондай-ақ культуралық ортаның құрамын өзгерту арқылы алуға болады.
Рибофлавин продуценттерінің өсуіне арналған орта құрамына мыналар кіреді:
- соя ұны
- жүгері сығындысы
- сахароза
- кальций карбонаты
- натрий хлориді
- Витаминдер
- техникалық май.
Ферментерге берер алдында ортаның инфицирленуін
болдырмау үшін антибиотиктер мен антисептиктердің
көмегімен стерильдейді. Ферментация процесі
аяқталғаннан кейін культуралық сұйықтықты
концентрлейді, кептіреді және толтырғыштармен
араластырады.
1983 жылы генетика институтында Bacillus subtilis
продуцентінің рекомбинантты штаммы жасалды, ол
Eremothecium ashbyii-ге қарағанда үш есе көп синтездеуге
қабілетті және бұл продуцент экзогендік кантаминацияға
төзімдірек.
Витаминдер ағзаға тамақпен бірге беріледі немесе белгілі
бір патологиялық процестерге арналған дәрі-дәрмектер
түрінде тағайындалады.
Аскорбин қышқылын (С витамині) биотехнологиялық өндіру

Қазіргі уақытта L-аскорбин қышқылын (С витамині) кең
көлемде өндіру үшін негізінен бір микробиологиялық кезең
мен бірнеше химиялық процесті қамтитын көп еңбекті қажет
ететін процесс қолданылады. Ол үшін бастапқы субстрат D-
глюкоза болып табылады (16 сурет).
Бұл процестің соңғы кезеңінде 2-кето-L-гулон қышқылы
(2-KLG) қышқыл жағдайда L-аскорбин қышқылына айналады.
Сур. 16. L-аскорбин қышқылының өнеркәсіптік синтезі. L-сорбитолдың L-сорбозаға айналуы cатысы
сорбитолдегидрогеназа ферментін синтездейтін Acetobacter suboxydans бактериясының қатысуымен
жүзеге асырылады. Қалған сатылар - таза химиялық реакциялар (Б. Гликтің, Дж. Пастернак
бойынша)
Әр түрлі микроорганизмдердің метаболизміндегі биохимиялық зерттеулер глюкозаны 2-KLG-ге
айналдыру үшін Corynebacterium және Erwinica herbicola микроорганизмдерін бірлесіп өсіруді қоса
алғанда, 2-KLG алуға болатындығын көрсетті. Алайда, бір организм үшін оңтайлы өсіру шарттары
екіншісіне қолайсыз, бұл олардың біреуін ортадан "жууға" әкеледі. Мұндай жағдайларда
микроорганизмдерді ретті түрде өсіруге болады, бірақ мұндай процесті үздіксіз жасау қиын, өйткені
микроорганизмдердің өсуі үшін әртүрлі орта қажет (сур. 17).
Ең оңай жолы - D-глюкозаны 2-KLG-ге айналдыруға қабілетті бір микроорганизмді құру геннің
бөлінуінен тұрады.
Сур. 17. 2-KLG микробиологиялық синтезі. Erwinia D-глюкозадан 2,5-DKG синтезін
қамтамасыз ететін үш ферментті шығарады, ал Corynebacterium - 2,5-DKG-ны 2-KLG-ге
айналдыруды катализдейтін фермент. Осылайша, аскорбин қышқылының тікелей
ізашарын микроорганизмдерді бірлесіп өсіру арқылы глюкозадан синтездеуге болады
(Б.Глик, Дж. Пастернак бойынша)
2,5-DKG-Corynebacterium редуктаза және оны Erwinica herbicola-ға енгізу (сур. 18).
Erwinica herbicola трансформацияланған жасушалары D-глюкозаны тікелей 2-KLG-ге
айналдырады. Сонымен қатар, бактериалды жасушаның ішкі мембранасында
локализацияланған Erwinica herbicola ферменттері глюкозаны 2,5-DKG-ге айналдырады,
Ал цитоплазмада локализацияланған 2,5-DKG редуктаза 2,5-DKG-ны 2-KLG-ге айналдыру
процесін катализдейді.

Сур. 18. D-глюкозаның рекомбинантты Erwinia herbicola бактериясымен 2-KLG-ге
айналуы. Осы процеске қатысатын ферменттер Е әрпімен белгіленеді және ретті түрде
нөмірленеді
Сондықтан генетикалық манипуляциялардың көмегімен бір ағзада осындай әртүрлі
микроорганизмдерде болатын метаболикалық реакцияларды жүзеге асыру мүмкін болды.
Бұл гибрид біріктірілген метаболизм жолының соңғы өнімін синтездеу қабілетіне ие
болды. Мұндай организм қазіргі уақытта үстемдік ететін L-аскорбин қышқылын алу
процесінде үш сатыны алмастыратын 2-KLG өндірісі үшін зауыт ретінде қолданылады.
В12 витаминін алу
Бұл витамин АҚШ пен Англияда бір уақытта ашылды. 1972 жылы Гарвард
университетінде В12 витаминінің химиялық синтезі жүзеге асырылды, оның оны
алудың 37 кезеңі бар, бұл осы витаминнің өнеркәсіптік өндірісін ұйымдастыру
мүмкіндігінен айырды. Екінші жағынан, бұл өндіріс қажет болды, өйткені В12
витамині адам мен жануарлар ағзасындағы белгілі бір бұзылуларды түзетуде өте
маңызды. Ол көмірсулар мен липидтер алмасуын реттейді, маңызды
аминқышқылдарының, пурин мен пиримидин негіздерінің метаболизміне
қатысады, гемоглобиннің түзілуін ынталандырады, қатерлі анемияны,
радиациялық ауруды, бауыр ауруларын және басқа жағдайларда емдеу үшін
қолданылады.
Алдымен В12 витамині тек табиғи шикізаттан алынды (бауырдың 1
тоннасы – витаминнің 15 миллиграммы).
Қазіргі уақытта оны алудың жалғыз жолы – өнеркәсіптік масштабтағы
микробиологиялық синтез. Бір қызығы, В12 витамині антибиотиктерді
өндіруде жанама өнім ретінде осы витамин продуценттерін іздеуге түрткі
болды.
В12 витамині продуценттері - пропион бактериялары, олар табиғи жағдайда
да осы витаминді түзеді. Адам ағзасындағы витаминнің маңызды
функциясын ескере отырып (бұл антианемиялық фактор), оның әлемдік
өндірісі жылына 10 тоннаға жетті, оның 6,5 тоннасы медициналық
қажеттіліктерге, ал 3,5 тоннасы мал шаруашылығына жұмсалады.
Цианкобаламиннің отандық өндірісі оттегісіз мерзімді режимде өсірілетін
P. freudenreichii var.shermanii культурасын қолдануға негізделген.
Ферментациялық ортада әдетте глюкоза, жүгері сығындысы, аммоний және
кобальт тұздары бар, рН шамамен 7,0, ол NH4OH (аммоний гидроксиді) қосу
арқылы сақталады; ферментация ұзақтығы – 6 күн; үш күннен кейін В12
витаминінің ізашары болып табылатын 5,6–диметилбензимидазол ортаға
қосылып, тағы үш күн ферментацияны жалғастырады.
Цианкобаламин бактериялардың жасушаларында жиналады, сондықтан
витаминді шығару операциялары келесідей: жасушаларды сепарирлеу, рН 4,5–
5,0 және 85-90 ° C температурада стабилизатордың қатысуымен сумен
экстрагирлеу (натрий нитритінің 0,25% ерітіндісі). Экстракция бір сағат ішінде
жүреді, содан кейін су ерітіндісі салқындатылады, ащы натр ерітіндісімен
бейтараптандырылады, ақуыз коагулянттары (темір (III) хлориді және
алюминий сульфаты) қосылады, содан кейін фильтрацияланады. Фильтрат
буланып, ион алмасу және хроматография әдістерін қолдана отырып қосымша
тазартылады, содан кейін витамин 3-4°C температурада су–ацетон
ерітіндісінен кристалданады. Витаминді бөліп алу бойынша барлық
операциялар В12 витаминінің жоғары сезімталдығына байланысты
қараңғыланған жағдайларда (немесе қызыл жарықта) жүргізілуі керек.
В3 витамині (пантотен қышқылы)
Алу әдісі - бактериялардың иммобилизденген
жасушаларын, актиномицеттерді (негізгі әдіс) қолдана
отырып, органикалық синтезбен және микробиологиялық
синтезбен алу.

РР витамині
РР витаминін алу үшін биотехнологиялық әдіс
қолданылады, микроорганизмдерден экстракция әдісі,
әдетте ізашарлар қосылған наубайханалық ашытқылардан
алады. Brevibacterium ammoniagenes штамы қолданылады.
D витаминін алу
D витамині - эукариоттардың жасушалық мембраналарында
табылған эргостеринге негізделген байланысты туыстас
қосылыстар тобы.
Денедегі D витаминінің ізашары болып табылатын 1,25–
дигидроксихолекальциферол гормонының жетіспеушілігінен
балаларда рахит, ал ересектерде остеомаляция дамиды.
Эргостериннің D2 витаминіне (кальциферол) айналуы ультракүлгін
сәуленің әсерінен болады. Бұл жағдайда сақинадағы байланыс
үзіледі (9,10 позиция) және бүйір тізбекте қос байланыс пайда
болады (22, 23 позициялар). Бұл D3 витаминінде гидрирленген. Бұл
витаминдердің физиологиялық белсенділігі тең.
Ашытқыдан басқа, эргостерин продуценттері мицелиалды
саңырауқұлақтар – аспергилдер мен пенициллдер болуы
мүмкін, олардың құрамында 1,2–2,2% эргостерин бар, әсіресе
Saccharomyces cerevisiae.
Өндірістік жағдайда эргостерин алуды келесі кезеңдерге бөлуге болады: бастапқы
культураның көбеюі және инокуляттың жиналуы, ферментация, жасушалардың бөлінуі,
ультракүлгін сәулелермен сәулелену, мақсатты өнімді кептіру және орау.
Сонымен, ашытқыларға қатысты инокулят жасушалардың толық дамуын қамтамасыз
ететін ортада алынады, содан кейін көміртегі көзімен байытылған және құрамында
азоттың мөлшері аз ацетаты бар негізгі орта салыстырмалы түрде көп мөлшерде егіледі.
Ашытқыны ферментациялау белгілі бір штамм үшін максималды температурада және
айқын аэрация кезінде жүзеге асырылады (газ фазасында 2% О2). Үш-төрт күннен кейін
жасушалар бөлініп, вакуумды кептіріледі.
Содан кейін құрғақ ашытқы ультракүлгін сәулелермен сәулеленеді (толқын ұзындығы 280-
300 нм). Сәулелендірілген құрғақ ашытқы мал шаруашылығында қолданылады;
өнеркәсіпте олар "D2 витаминімен байытылған жемшөп гидролизі ашытқысы« деген атпен
шығарылады.
D2 кристалды витамині алынған жағдайда продуценттің жасушалары тұз қышқылымен
110 ° C температурада гидролизденеді, содан кейін температура 75-78 ° C дейін төмендейді
және этанол қосылады. Қоспа 10-15°C температурада сүзіледі, сүзгіленгеннен кейін қалған
масса сумен жуылады, кептіріледі, ұсақталады, 78°C дейін қыздырылады және үш есе
этанол көлемімен екі рет өңделеді. Алкоголь экстракттары құрғақ заттардың 70 %-на дейін
біріктіріліп, буланады. Алынған "липидті концентрат" ащы натр ерітіндісімен өңделеді.
Эргостерин 0°С кезінде концентраттың сабынданбаған фракциясынан кристалданады. Оны
қайта кристалдану арқылы тазартуға болады. Кристалдар кептіріліп, этил эфирінде
ерітіледі, ультракүлгін сәулеленеді, эфир шығарылады, D2 витамині ерітіндісі
концентрленеді және кристалданады.
β-каротин.
Каротиноидтар (политерпендер) – табиғи пигмент. Изопрен
бірліктерінен биосинтездің жалпы жолы. Көзі - жоғары
өсімдіктер, балдырлар, микроорганизмдер.
Алу - бұл жұқа органикалық синтез (химиялық әдіс) және
биотехнология (мицелиалды саңырауқұлақтарды қолдану)
Қоректік орта - жүгері-соя ортасы. Алу процесі көп сатылы. β-
каротин күнбағыс майымен алынады және май ретінде
қолданылады. Егер химиялық синтез қолданылса, оны
шығарғаннан кейін кристалдау тиімдірек болады.
РР витамині - оны өндіруде биотехнологиялық әдіс
қолданылады, микроорганизмдерден экстракция әдісін
қолданады, әдетте бұл наубайхананың ашытқысы. Штамм
ретінде Вrevibacterium ammoniagenes қолданылады.
Убихинондар (Q коферменттері) – 2,3 диметокси, 5-метилбензохинон.
Бұл қосылыстар жануарлар мен адам ағзасында синтезделеді.
Убихинонның метаболиттік процестерге қатысуы реттеуші әсер
көрсетеді, сонымен қатар ұлпалық тыныс алуға, тотығу
фосфоляциясына және электрондардың берілуіне қатысады.
Убихинондарды алу - бұл күріш немесе ісік ұлпаларының каллус
культураларына негізделген биотехнология. Продуценттер -
бактериялар, ашытқылар және ашытқы тәрізді
микроорганизмдер. Candida саңырауқұлақтарының құрғақ
массасында убихинон қоспасы бар. Бұл биотехнология микробты
липидтерден убихинондар мен эргостерин алуды бір процесте
біріктіретін мысалдардың бірі. Убихинондарды қолдану - жүректің
ишемиялық ауруы және жоғары жүктеме кезінде.
Сорбитті сорбозға тотықтыру кезінде қолданылатын сірке
қышқылы бактерияларында (С витамині алынған кезде) адам
ағзасының коферменті болып табылатын бүйірлік тізбекте он
изопрен бірліктері бар убихинон-10 бар.
1. В2 витамині мен С витамині синтезінде гендік инженерияны
қолдану жоғары белсенді продуценттер селекциясының жаңа
мүмкіндіктерін ашты.
2. Сорбоза өндірісінде ферментацияның үздіксіз әдісін енгізу қанттың
пайда болу жылдамдығын екі есе арттырды.
3. Компоненттерді қоректік ортаға бөлшектеп беру В12 витамині мен
сорбоза өндірісінде ферментацияның жоғары деңгейін қамтамасыз
етті.
4. В12 және В3 дәрумендерін алу кезінде иммобилизацияланған
жасушаларды қолдану биореакторлардың жаңа конструкцияларының
дамуына әкелді.
5. Әр түрлі өнеркәсіптік қалдықтарды кәдеге жарату өнімнің өзіндік
құнын едәуір төмендетеді – В2, В12 витаминдері және β-каротин,
өндіріс экологиясын жақсартады.
Осылайша, осы маңызды биологиялық белсенді заттарды (ББЗ)
алу биотехнологияның фармацевтика өнеркәсібінің осы
секторына елеулі үлес қосқанын куәландырады.
3. Органикалық қышқылдар өндірісі
Органикалық қышқылдарды анаэробты жағдайда да (ашыту
процестері деп аталатын) және аэробты жағдайда да (тотығу
процестері) алуға болады.

Ашыту процестері
Сүт қышқылын алу
Сүт қышқылы тағам, тоқыма және фармацевтика өнеркәсібінде,
лактарда, олифтерде және т. б. еріткіштер мен
пластификаторларды өндіруде кеңінен қолданылады.
Сүт қышқылының өнеркәсіптік өндірісінде бактериялардың
термофильді штамдары әдетте 50°C-та мақсатты өнімді
синтездейді. Мұндай штамм Lactobacillus delbrueсkii болып
табылады, ол жоғары тұрақтылық пен қышқыл түзілу
белсенділігімен сипатталады (сүт қышқылының шығымдылығы
тұтынылған сахарозаның 95-98% құрайды).
L(+)-сүт қышқылын алудың негізгі технологиялық схемасы келесідей:
құрамында 5-20% қант бар меласса ортасын, уыт өскіндерінің сығындысы,
ашытқы сығындысы, витаминдер, аммоний фосфаты, L. delbrueсkii егіледі.
Ашыту бастапқы рН 6,3–6,5 кезінде 49–50оС кезінде жүреді. Сүт
қышқылы пайда болған кезде оны бормен бейтараптандырады.
Ферментацияның бүкіл циклі 5-10 күнде аяқталады; культуралық
сұйықтықта 11-14% кальций лактаты және 0,1–0,5% сахароза бар.
Бактерия жасушалары мен бор фильтрация арқылы бөлінеді, фильтрат 3-
0% концентрацияға дейін буланып, 25°C–қа дейін салқындатылады және
кристалдануға беріледі, ол 1,5-2 күнге созылады. Кальций лактатының
кристалдары күкірт қышқылымен 60-70 ° C температурада өңделеді, гипс
тұнбаға түседі, ал темір иондарын кетіру үшін 65°C температурада сары
қан тұзы, содан кейін ауыр металдардан босату үшін натрий сульфаты
тұнбаға қосылады. Бояғыш заттар белсендірілген көмірдің көмегімен
алынады. Осыдан кейін сүт қышқылының ерітіндісі вакуум-кептіруге
ұшырайды - 50 немесе 80% дейін буланады. Қалған толық емес
тазартылған сүт қышқылы ерітіндісі техникалық мақсаттарда
қолданылады. Тазартылған қышқылды оның күрделі метил эфирлерін
айдау кезінде, қарсы саптама колонналарында қарапайым изопропил
эфирімен экстракциялау кезінде алуға болады.
Пропион қышқылын алу
Пропион қышқылын өндіруді пропион бактериялары жүзеге асырады,
олар көміртегі көзі глюкоза болатын ортада өсірілетін Propionibacteriacae
тұқымдасының грам-оң, спорасыз, қозғалмайтын таяқшалары болып
табылады. Үш глюкоза молекуласынан 4 пропион қышқылы молекуласы, 2
сірке қышқылы молекуласы, 2 көмірқышқыл газы молекуласы және 2 су
молекуласы түзіледі:
3C6H12O6 → 4CH3CH2COOH + 2CH3COOH + 2CO2 + 2H2O
Пропион қышқылын өндіруге P. freudenreichii және P. acidipropionici
түрлері перспективалы болды.
Қышқыл биосинтезі өте қарапайым ортада жүзеге асырылады, мысалы
(%): : көмірсулар – 1-2; аммоний сульфаты – 0,3; калий гидрофосфаты –
0,2; кобальт хлориді – 0,0001; биотин – 0,00001; пантоненат – 0,1; тиамин
– 0,01.
Ферментацияның соңғы өнімдерін (пропионат және ацетат) бөлмей-ақ
қоюға болады, өйткені екі қышқыл да консервирлеуші қасиеттеріне ие.
Биосинтетикалық пропион қышқылы тамақ және фармацевтика
өнеркәсібінде консервант ретінде қолданылады.
Тотығу процестері
Сірке қышқылын алу
Сірке қышқылының микробиологиялық өндірісі техникалық сірке
қышқылын емес, тағамдық сірке суын алу кезінде ғана тиімді.
Сірке қышқылы Acetobacter aceti бактерияларының грам-теріс штамдарын
тереңдік өсіру арқылы алады. Сонымен, A. aceti–ді 10-11% этанол, 1%
сірке қышқылы және минералды тұздары бар ортада 25-30°C терең
жағдайда мерзімді өсіру кезінде сірке қышқылының шығымдылығы
тәулігіне 18-23 кг/м3 құрайды. Неғұрлым өнімді болып
ферментаторлардың батареясында жүзеге асырылатын үздіксіз терең
процесс (мысалы, әрқайсысы 6 м3 болатын бес ферментатордан)
табылады.
4% этанол, 1,5% сірке қышқылы және минералды тұздары бар бастапқы
орта (аммоний моногидрофосфаты, калий дигидрофосфаты, магний
сульфаты) бірінші ферментаторға үздіксіз түсіп, кейінгі ферментаторларда
спиртпен байытылады. Осылайша, этанол концентрациясының
төмендеуімен қоршаған ортаны сірке қышқылымен байыту жүреді. Сірке
суы соңғы ферментатордан үздіксіз ағып кетеді. Сірке қышқылының
өнімділігі тәулігіне 30 кг/м3 және одан да көп жетеді.
Лимон қышқылын алу
Шамамен 60 жыл бұрын лимон қышқылы негізінен цитрус
өсімдіктерінің жемістерінен бөлініп алынды. Енді оның негізгі
массасы Aspergillus niger зең саңырауқұлағының белгілі бір
штамдары арқылы өндіріледі.
Лимон қышқылын өндірудің негізгі шикізаты құрамында темір
көп болатын меласса болғандықтан, ферменттация алды
сатысында ол сары қан тұзы – K4[Fe(CN)6] көмегімен
тұндырылады.
A. niger ферментациясының екі әдісі белгілі – беттік және
тереңдік. Олардың біріншісі сұйық ортада сұйық фазалық
ферментация түрінде (мысалы, Еуропа мен Американың
бірқатар елдерінде) және қатты фазалық ферментация түрінде
(мысалы, Жапонияда) шағын және орта қуатты
кәсіпорындарда жүзеге асырылады.
Сұйық фазалық ферментацияның технологиялық схемасы 3 суретте
көрсетілген.
Лимон қышқылын өнеркәсіптік өндіруге арналған сұйық фазалық
ферментацияның беттік әдісі "ашыту камераларында" жүзеге
асырылады, онда сөрелерде (бірінің үстіне бірі) кюветалар
орналастырылады (бір сөреге 8-10 дана). Әр кюветаның түбінде су
төгетін штуцер орналасқан. "Ашыту камералары" берілген температура
мен ылғалдылықтың (3-4-м3/м2 мицелий сағ – 1) стерильді ауасының
біркелкі келуін қамтамасыз ететін ағынды-сорғылы желдеткішімен
жабдықталған. Камералардағы температура 34-36 оС деңгейінде
сақталады, сұйық меласса ортасының қоректендіруші қабатының
биіктігі – 6-12 см. Ең жоғары жылу бөлу (500-550 кДж/м2 сағ) бес
тәулікте орын алады; қоректік ортадағы қанттың бастапқы
концентрациясы орта есеппен 12 %, бастапқы рН мәні 6,8–7 алғашқы
үш тәулік ішінде 4,5-ке дейін және процестің соңында 3,0-ге дейін (8-9
тәулік) төмендейді. Мұндай жағдайларда қышқылдың максималды
түзілуі 5-6 күнде болады (100-105 г/м2 саңырауқұлақ пленкасы сағ–1),
содан кейін ол 50-60 г / м2 сағ–1 деңгейінде тұрақты сақталады.
Сур. 3. Мелассадан беттік әдіспен лимон қышқылын алудың технологиялық схемасы (сұйық фазалық ферментация):
1 – мелассаға арналған цистерна; 4; 2 – орталықтан тепкіш сорғылар; 3 – мелассаны сұйылтуға арналған реактор; 4 –
зарарсыздандыру камерасы; 5 – ашыту камерасы; 6 – ашытылған ерітінділер жинағы; 7 – бейтараптандырғыш; 8, 10
– нутч-фильтрлер; 9 – ыдыратқыш; 11 – жинақ-монтежю; 12 – вакуум-аппарат; 13 – дисолвер; 14 – сүзгі-пресс; 15 –
кристаллизатор; 16 – қабылдағыш; 17 – кептіргіш; 18 – дайын өнім; 19 – фильтрат жинағы
Жиналған культуралық сұйықтықта органикалық қышқылдардың
қоспасы бар - лимон, глюкон, қымыздық және пайдаланылмаған
қант шамамен 45-50:3:1:7 қатынасында, яғни лимон қышқылы 80-
ден 90% - ға дейін. Ол химиялық жолмен шығарылады - 100 ° C
дейін қыздырылған культуралық сұйықтыққа әк сүті Са(ОН)2
немесе бор СаСО3 қосылады, рН 6,8–7,0 дейін жеткізіледі; бұл
мөлшер шамамен 2,5–3% құрайды; ыстық суда суыққа қарағанда
нашар еритін үш алмастырылған кальций цитраты кальций
оксалатымен бірге тұнбаға түседі (кальций глюконаты ерітіндіде
қалады); тұнба сүзіледі, ыстық сумен жуылады және күкірт
қышқылымен гидролизденеді.
Еркін лимон қышқылы ерітіндіде қалады, ал гидролизденбеген
кальций оксалаты және пайда болған СаЅО4 гипсі тұнбада қалады.
Лимон қышқылының ерітіндісі тазаланады, вакуум буланып,
кристалданады. Қышқыл кристалдары кептіріліп, оралады.
Продуцент мицелийі пектиназа ферментін бөліп алу үшін
қолданылады немесе кептіріліп, мал және үй құсы жеміне беріледі.
Лимон қышқылын алу үшін тығыздалған ортада қатты
фазадағы ферментация – бұл ең оңай әдіс. Белгілі бір A.
niger штаммын ферментациялау кюветаларда орналасқан
күріш немесе бидайдың ылғалданған кебектерінде жүзеге
асырылады.
Қышқыл биосинтезінің шарттары агаризацияланған немесе
сұйық қоректік ортадағы жағдайларға ұқсас. Процесс
аяқталғаннан кейін кебектер сумен экстрагирленеді, оған
қышқылдар өтеді, содан кейін жоғарыда көрсетілген
схемаға сәйкес кальций цитраты мен таза лимон қышқылы
бөліп алынады.
Өндірістің тереңдік әдісі A. niger арнайы дақылдарын
қолдануға негізделген (Ресейде № 288/9 селекциялық штамм
қолданылады). Инокуляттарды алдымен инокуляторда, содан
кейін 3-4% қант бар ортада себу аппаратында (негізгі
ферментатор көлемінің шамамен 1/10) өсіреді. 1 - 1,5 күннен
кейін инокулят егістен негізгі ферментаторға жіберіледі, онда
процесс культуралық сұйықтықтағы қанттың соңғы
концентрациясын 12-15% дейін жеткізу үшін патока
ерітіндісінің күніне 25-28% (қант бойынша) үш рет қосылатын
ұқсас ортада 5-7-10 күн ішінде жүзеге асырылады.
Ферментация аяқталғаннан кейін (бақылау - қышқыл түзілуін
төмендету) саңырауқұлақ мицелийі фильтрацияланады және
культуралық сұйықтық жоғарыда көрсетілгендей өңделеді.
Тереңдік ферментация кезінде лимон қышқылын алудың
жалпы технологиялық схемасы 4-суретте көрсетілген.
Сур. 4. Продуценттің терең ферментация кезінде лимон қышқылын алудың технологиялық схемасы:
1 – меласса бар ыдыс; 2 – меласса қабылдағышы; 3 – таразы; 4 – пісіру қазандығы; 5 – орталықтан тепкіш сорғы; 6 –
аралық ыдыс; 7 – стерильдеу колонкасы; 8 – ұстағыш; 9 – тоңазытқыш; 10 – себу аппараты; 11 – бас ферментатор; 12
– стерильдеу фильтрлері; 13 – меласса сақтауға арналған ыдыс; 14 – аралық жинақ; 15 – барабанды вакуум–сүзгі; 16
– мицелийге арналған қабылдағыш; 17 – мицелийге арналған вакуум–жинақ; 18 – культуралық сұйықтық
сүзіндісінің вакуум–жинағы
Лимон қышқылы тамақ, медициналық, фармацевтикалық және бояу өнеркәсібінде кеңінен
қолданылады.
Назарларыңызға рахмет!

Ұқсас жұмыстар

ЛИМОН ҚЫШҚЫЛЫН АЛУДЫҢ ТЕРЕҢДІК

Мелассадан лимон қышқылын алу туралы ақпарат

Лимон қышқылын алудың тереңдік әдiсі

Мелассадан лимон қышқылын алу

Лимон қышқылы

Қышқылдар Сірке қышқылы

Микроорганизмдер— органикалық қышқыл өндірушілер

ОКСИҚЫШҚЫЛДАР

Жетілмеген саңырауқұлақ

Крахмал және спиртке картопты құрамалы өңдеу

Пәндер