×
29.12.2018
218.016.acf6

Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения инвертазы и лимонной кислоты

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Предложен способ получения инвертазы и лимонной кислоты. Способ предусматривает выращивание при 36°С посевного мицелия Aspergillus niger - продуцента лимонной кислоты, и глубинную ферментацию среды при 32°С на основе гидролизата кукурузного крахмала, содержащей источник азота и минеральные соли. Выращивание посевного мицелия проводят при скорости перемешивания культуральной жидкости в первые 12 ч 120 об/мин, после 12 ч и до конца процесса 250 об/мин в условиях аэрации в первые 6 ч - 8 л/мин, с 6 ч до 12 ч - 16 л/мин, с 12 ч до 24 ч - 32 л/мин. Глубинную ферментацию проводят при перемешивании в первые сутки со скоростью 250 об/мин, во вторые сутки со скоростью 300 об/мин, в третьи сутки и до конца процесса со скоростью 400 об/мин в условиях аэрации в первые сутки 24-40 л/мин, во вторые сутки 32-48 л/мин, в третьи сутки и до конца процесса 40-56 л/мин. Разделяют культуральную жидкость на мицелий и ферментированный раствор, который затем разделяют ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу 15000, на раствор инвертазы и раствор лимонной кислоты. Способ позволяет получить одновременно инвертазу с активностью 1,31 ед./см и выходом 98,3% и лимонную кислоту с концентрацией 110 г/дм и выходом 92%. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения инвертазы и лимонной кислоты ферментацией гидролизатов кукурузного крахмала грибом Aspergillus niger.

За рубежом промышленные препараты инвертазы обычно получают с помощью дрожжей. Впервые инвертаза была получена из культуры дрожжей в виде водного раствора Деберейнером и Мичерлихом в 1830 г. Бертле выделил инвертазу в чистом виде в 1860 г.

Известен способ получения препарата инвертазы, который включает автолитическую деструкцию клеток дрожжей, обладающих инвертазной активностью, центрифугирование полученного автолизата, промывку осадка и его центрифугирования до получения осадка, состоящего из изолированных стенок дрожжевых клеток (патент РФ, №2157844, 20.10.2000, Бюл. №29).

Недостатком этого способа является то, что препарат инвертазы состоит преимущественно из стенок дрожжевых клеток, что не позволяет получить чистый препарат инвертазы.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ получения инвертазы, включающий глубинную ферментацию среды на основе гидролизата кукурузного крахмала грибом-продуцентом лимонной кислоты Aspergillus niger, содержащей источник азота и минеральные соли, при постоянном перемешивании в течение 5 суток (Шарова Н.Ю., Выборнова Т.В., Килеева А.И., Юшкаускайте А.Р. Инвертазная активность при культивировании продуцентов лимонной кислоты-штаммов Aspergillus niger на мелассе и гидролизатах крахмала // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю.А. Овчинникова. 2016. Т. 12. №4. С. 16-22.).

Известным способом в результате 120-часовой ферментации получают инвертазу с экстрацеллюлярной активностью 0,36 ед/см3.

Недостатком вышеуказанного способа является получение инвертазы с низкой ферментативной активностью.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение одновременно инвертазы с высокой ферментативной активностью за счет интенсификации биосинтеза инвертазы и обеспечение высокого выхода лимонной кислоты.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в известном способе получения инвертазы, включающим глубинную ферментацию среды на основе гидролизата кукурузного крахмала грибом-продуцентом лимонной кислоты Aspergillus niger, содержащей источник азота и минеральные соли, при постоянном перемешивании в течение 5 суток, согласно изобретению в первые сутки процесса перемешивание осуществляют со скоростью 250 оборотов мешалки в минуту, во вторые сутки со скоростью 300 оборотов мешалки в минуту, в третьи сутки и до конца процесса со скоростью 400 оборотов в минуту в условиях аэрации в первые сутки (24-40) литров в минуту, во вторые сутки (32-48) литров в минуту, в третьи сутки и до конца процесса (40-56) литров в минуту и далее проводят разделение культуральной жидкости гриба-кислотообразователя на мицелий и ферментированный раствор, который затем разделяют ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу 15000, на раствор инвертазы и раствор лимонной кислоты.

Микромицет Aspergillus niger является аэробным продуцентом и поэтому аэрирование глубинной культуры является важным фактором и его интенсивность по-разному влияет на продуцирующую способность гриба. Увеличение степени аэрирования среды приводит к интенсификации процесса биосинтеза фермента и повышению ее активности. Совокупность предлагаемых режимов операций и последовательность их проведения обеспечивает также достижение высокого выхода лимонной кислоты.

Сведения, подтверждающие возможность достижения технического результата предлагаемого изобретения, представлены в примерах.

В примерах используют ферментированный раствор, который получают ферментацией среды на основе гидролизата кукурузного крахмала грибом Aspergillus niger в ферментаторе вместимостью 30 дм3.

В примерах инвертазную активность оценивают с помощью колориметрического метода (Рухлядева А.П., Полыгалина Г.В. Методы определения активности гидролитических ферментов. Москва. Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 288 с.). Концентрацию лимонной кислоты определяют титриметрическим методом (Муратова Е.И., Зюзина О.В., Шуняева О.Б. Биотехнология органических кислот и белковых препаратов: учебное пособие - Тамбов: Изд-во Тамб.гос.техн.ун-та, 2007. - 80 с.).

Для ультрафильтрации используют аппарат ВПУ НПК «Биотест», г. Кириши, Россия и мембрану на основе полых волокон, удерживающих молекулярную массу в пределах 1000-15000.

Пример 1.

Гидролиз кукурузного крахмала до степени гидролиза, обеспечивающей декстрозный эквивалент ДЕ=52,3% проводят в соответствии с (патент РФ №2294371, 27.02.2007, Бюл. №6).

Выращивание посевного мицелия: стерильную питательную среду на основе гидролизата кукурузного крахмала, содержащую: углеводный субстрат - 50 г/дм3, NH4NO3 - 2,5 г/дм3, KН2РO4 - 0,16 г/дм3, MgSO4⋅7Н2O - 0,25 г/дм3, засевают спорами гриба Aspergillus niger штамм ВКПМ F- 171, предварительно выдержанными в среде А4 следующего состава: сахароза - 50 г/дм3, NH4NO3 - 2,5 г/дм3, KН2РO4 - 0,16 г/дм3, MgSO4⋅7Н2O - 0,25 г/дм3.

Выращивание посевного мицелия проводят при температуре 36°С и скорости перемешивания культуральной жидкости в первые 12 ч 120 оборотов мешалки в минуту, после 12 ч и до конца процесса 250 оборотов в минуту в условиях аэрации в первые 6 ч - 8 л/мин, с 6 ч до 12 ч - 16 л/мин, с 12 ч до 24 ч - 32 л/мин. Возраст посевного мицелия составляет 24 часа.

Ферментация: в ферментатор вместимостью 30 дм3 вносят 10 дм3 питательной среды на основе гидролизата кукурузного крахмала следующего состава: углеводный субстрат - 150 г/дм3, NH4NO3 - 2,5 г/дм3, KН2РО4 - 0,16 г/дм, MgSO4⋅7Н2О - 0,25 г/дм3 и засевают посевным мицелием в количестве 10% от исходного объема среды. Ферментацию проводят при температуре 32°С в течение 5 суток.

В первые сутки процесса перемешивание культуральной жидкости осуществляют со скоростью 250 оборотов мешалки в минуту, во вторые сутки со скоростью 300 оборотов мешалки в минуту, в третьи сутки - 400 оборотов в минуту в условиях аэрации в первые сутки 24 л/мин, во вторые сутки 32 л/мин., в третьи сутки и до конца процесса 40 л/мин.

После окончания ферментации биомассу гриба отделяют на воронке Бюхнера и в ферментированном растворе определяют экстрацеллюлярную инвертазную активность и концентрацию лимонной кислоты.

Ферментированный раствор с концентрацией лимонной кислоты 100 г/дм3 и инвертазной активностью 1,14 ед/см3 разделяют ультрафильтрацией, пропуская через мембрану, удерживающую молекулярную массу 15000, на раствор инвертазы и раствор лимонной кислоты.

Данные опыта представлены в таблице.

Пример 2

Гидролиз кукурузного крахмала, выращивание посевного мицелия, ферментацию и перемешивание ферментационной среды проводят согласно примеру 1. Аэрирование глубинной культуры в первые сутки составляет 32 л/мин, во вторые сутки 40 л/мин., в третьи сутки и до конца процесса 48 л/мин. Ферментированный раствор с концентрацией лимонной кислоты 110 г/дм3 и инвертазной активностью 1,31 ед./см3 разделяют согласно примеру 1.

Данные опыта представлены в таблице.

Пример 3

Гидролиз кукурузного крахмала, выращивание посевного мицелия, ферментацию и перемешивание ферментационной среды проводят согласно примеру 1. Аэрирование глубинной культуры в первые сутки составляет 40 л/мин, во вторые сутки 48 л/мин., в третьи сутки и до конца процесса 56 л/мин. Ферментированный раствор с концентрацией лимонной кислоты 105 г/дм3 и инвертазной активностью 1,25 ед./см3 разделяют согласно примеру 1.

Данные опыта представлены в таблице.

Пример 4 (по прототипу)

Гидролиз кукурузного крахмала, выращивание посевного мицелия и ферментацию проводят согласно примеру 1. Ферментацию осуществляют при постоянном перемешивании.

Данные опыта представлены в таблице.

Таким образом, как видно из результатов таблицы, предлагаемый способ позволяет одновременно получить инвертазу с высокой ферментативной активностью 1,31 ед./см3 и выходом 98,3% и лимонную кислоту с высоким выходом 92%.

Способ получения инвертазы и лимонной кислоты, включающий выращивание посевного мицелия при температуре 36°С и глубинную ферментацию среды при температуре 32°С на основе гидролизата кукурузного крахмала грибом-продуцентом лимонной кислоты Aspergillus niger, содержащей источник азота и минеральные соли, отличающийся тем, что выращивание посевного мицелия проводят при скорости перемешивания культуральной жидкости в первые 12 ч 120 оборотов мешалки в минуту, после 12 ч и до конца процесса 250 оборотов в минуту в условиях аэрации в первые 6 ч - 8 литров в минуту, с 6 ч до 12 ч - 16 л/мин, с 12 ч до 24 ч - 32 литров в минуту, а глубинную ферментацию осуществляют при перемешивании в первые сутки со скоростью 250 оборотов мешалки в минуту, во вторые сутки со скоростью 300 оборотов в минуту, в третьи сутки и до конца процесса со скоростью 400 оборотов в минуту в условиях аэрации в первые сутки 24-40 литров в минуту, во вторые сутки 32-48 литров в минуту, в третьи сутки и до конца процесса 40-56 литров в минуту и далее проводят разделение культуральной жидкости гриба-кислотообразователя Aspergillus niger на мицелий и ферментированный раствор, который затем разделяют ультрафильтрацией через мембрану, удерживающую молекулярную массу 15000, на раствор инвертазы и раствор лимонной кислоты.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 47 items.
31.05.2019
№219.017.716b

Способ приготовления сахарного печенья

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства сахарного печенья, предусматривающий приготовление суспензии смешиванием яичного протертого меланжа или яичного порошка, солодового экстракта, инвертного сиропа, пищевой соли, сахара-песка, молочного продукта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689529
Дата охранного документа: 28.05.2019
01.06.2019
№219.017.71e0

Способ выделения водорастворимых белков из сыра

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе количественного содержания водорастворимых белков в сырах. Для этого измельченные образцы сыра растирают до получения однородной суспензии с дистиллированной водой в соотношении 1:3-6 при температуре 38-42°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689755
Дата охранного документа: 30.05.2019
20.06.2019
№219.017.8dd6

Биологически разрушаемая термопластичная композиция

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых изделий, таких как пленки, в том числе пленочные изделия для уничтожения сорняков, термоформованные изделия для цветочной, овощной рассады, мешки для бытового мусора. Биологически разрушаемая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691988
Дата охранного документа: 19.06.2019
27.06.2019
№219.017.988f

Способ производства желейного мармелада функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахаристых кондитерских изделий студнеобразной консистенции. Предложен способ производства желейного мармелада функционального назначения, в котором проводят подбор и предварительную подготовку ингредиентов, внесение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692565
Дата охранного документа: 25.06.2019
24.08.2019
№219.017.c3aa

Способ производства дистиллята из мандаринов

Плоды мандаринов инспектируют, ополаскивают водой, удаляют кожицу, альбедо и семена, измельчают до размера частиц 5-10 мм. В полученную мандариновую мезгу задают разводку чистой культуры винных дрожжей и сбраживают 50 % содержащихся в сырье сахаров, в бродящую мезгу добавляют высушенную кожицу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698136
Дата охранного документа: 22.08.2019
01.09.2019
№219.017.c4d9

Установка для испытания образцов на одноосное сжатие материалов преимущественно растительного происхождения

Изобретение относится к технике исследования деформационно-прочностных свойств материалов, преимущественно растительного происхождения. Установка содержит неподвижный корпус с размещенными на нем двумя оппозитно расположенными опорами с поперечными к линии сжатия опорными поверхностями для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698738
Дата охранного документа: 29.08.2019
08.11.2019
№219.017.df50

Способ получения декстрина

Изобретение относится к крахмалопаточной отрасли промышленности. Способ предусматривает смешивание крахмала влажностью 13-20% с раствором двух реагентов, содержащим алюминиево-калиевые квасцы и адипиновую кислоту. Получают смесь с массовой долей влаги 30,0-35,0%, содержащую в пересчете на сухое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705264
Дата охранного документа: 06.11.2019
14.11.2019
№219.017.e1c1

Способ производства желейного мармелада функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства желейного мармелада функционального назначения, предусматривающий подбор и предварительную подготовку ингредиентов, внесение функциональной добавки, уваривание, охлаждение, формование корпусов, глянцевание и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705777
Дата охранного документа: 11.11.2019
21.11.2019
№219.017.e3ea

Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья включает промывку исходного сырья водой, кислотный гидролиз, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта. В качестве исходного сырья используют клюкву. Гидролиз...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706573
Дата охранного документа: 19.11.2019
14.12.2019
№219.017.edb3

Установка для испытания образцов на одноосное сжатие материалов преимущественно растительного происхождения

Изобретение относится к технике исследования деформационно-прочностных свойств материалов, преимущественно растительного происхождения. Установка для испытания образцов на одноосное сжатие материалов, преимущественно растительного происхождения содержит неподвижный корпус с размещенными на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708909
Дата охранного документа: 12.12.2019
Showing 1-3 of 3 items.
20.10.2013
№216.012.763e

Способ получения ингибитора гликозидаз

Проводят ферментацию питательной среды на основе гидролизатов кукурузного крахмала актиномицетом. Проводят ультрафильтрацию полученного фильтрата культуральной жидкости с активностью 4250±250 ИЕ/см через мембраны с отсечением 5 кДа. Концентрируют под вакуумом 0,082 МПА при температуре 25-30°C...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495930
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.07.2015
№216.013.5dac

Способ стерилизации питательных сред и ферментатора для производства лимонной кислоты

Изобретение относится к способу стерилизации питательной среды и ферментатора для производства лимонной кислоты. Способ предусматривает очистку ферментатора, загрузку в ферментатор питательной среды и дальнейшую стерилизацию питательной среды и ферментатора антисептиком под избыточным давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555521
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6833

Штамм aspergillus niger - продуцент лимонной кислоты

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм гриба Aspergillus niger В-6 является продуцентом лимонной кислоты. Штамм Aspergillus niger депонирован в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Россельхозакадемии (RCAM) под регистрационным номером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558228
Дата охранного документа: 27.07.2015
+ добавить свой РИД