Способ получения молочной кислоты

 

Изобретение относится к технологии получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза. Молочную кислоту получают сбраживанием смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60:40 до 40:60 мас.% по внесенному сахару в присутствии обработанных молочной кислотой солодовых ростков. Уровень титруемой кислотности поддерживают от 0,7 до 1,0%. Способ позволяет увеличить показатели процесса сбраживания: среднесуточное накопление лактата кальция до 2,0 - 2,2%, выход молочной кислоты от внесенного сахара до 86,4-88,5%. 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза.

Известен способ получения молочной кислоты, включающий сбраживание сахаросодержащего раствора, приготовленного из тростникового сахара - сырца, молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbriickii штамма БДШ при температуре около 50oC в присутствии солодовых ростков, нестерильных или прошедших пастеризацию в приготовлении сахаросодержащем растворе при 70oC, или обработанных 6%-ным раствором молочной кислоты, и нейтрализацию образующейся молочной кислоты углекислым кальцием до достижения уровня титруемой кислотности раствора 0,4 - 0,6%. Наибольшая эффективность сбраживания по этому способу достигается при использовании нестерильных солодовых ростков и характеризуется следующими показателями: содержание лактата кальция в сброженном растворе - 10%, выход молочной кислоты от внесенного сахара - около 83% /1/.

К недостаткам данного способа можно отнести инфицирование сахаросодержащего раствора при внесении нестерильных солодовых ростков, недостаточно высокие технологические показатели процесса брожения.

Известен способ получения молочной кислоты сбраживанием гидролизата крахмала с помощью Lactobacillus delbriickii в присутствии Lactobacillus leichmanni при температуре около 120oФ (приблизительно 67oC) при использовании молока натурального цельного или обезжиренного, или порошкообразного в качестве источника питательных веществ для молочнокислых бактерий. Продолжительность сбраживания по этому способу составляет 6-7 суток /2/.

Недостатками этого способа являются достаточно высокие энергозатраты для обеспечения температуры брожения и использование дорогостоящего молока.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения молочной кислоты, предусматривающий сбраживание сахаросодержащего раствора, приготовленного из смеси тростникового сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы, молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbriickii штамма Л-3 при температуре 48-50oC в присутствии нестерильных солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты мелом для поддержания титруемой кислотности сброженного раствора на уровне 0,3 - 0,4%. Основные показатели процесса сбраживания сахаросодержащего раствора по этому способу следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 1,5%, продолжительность процесса - 6-8 суток, выход молочной кислоты от введенного сахара - около 85% /3/.

К недостаткам прототипа можно отнести использование нестерильных солодовых ростков при приготовлении питательной среды, а также недостаточно высокие показатели процесса брожения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода молочной кислоты и среднесуточного накопления лактата кальция в процессе сбраживания при использовании отечественного сахаросодержащего сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения молочной кислоты, включающем сбраживание сахаросодержащего раствора молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbruckii в присутствии солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты, питательную среду готовят из смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60:40 до 40: 60 мас% по внесенному количеству редуцирующих сахаров и из солодовых ростков, обработанных раствором молочной кислоты концентрацией 0,8 - 1,0%, а при нейтрализации поддерживают титруемую кислотность на уровне 0,7 - 1,0%.

Способ осуществляют следующим образом.

Для приготовления питательной среды предварительно готовят сахаросодержащий раствор концентрацией 10-13% из сахара - песка (ГОСТ 21-94) и гидролизата крахмала (ГОСТ 24583-81), затем в соответствии с действующей технологической инструкцией по производству молочной кислоты (ТИ 18-8-1-83) /4/ раствор нагревают до 85-90oC, выдерживают не менее 1 ч и охлаждают до 48-50oC.

Солодовые ростки погружают в раствор молочной кислоты указанной в способе концентрации, выдерживают в течение 0,5 - 2,0 ч при 48-50oC. Обработанные солодовые ростки вводят в подготовленный сахаросодержащий раствор.

Полученную питательную среду засевают культурой молочнокислых бактерий Lactobacillus delbruckii штамма Л-3, проводят сбраживание при температуре 48-50oC, нейтрализуют образующуюся молочную кислоту мелом для поддержания титруемой кислотности сбраживаемой среды на определенном уровне.

В примерах 1-4 приведены данные, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого способа получения молочной кислоты.

Пример 1 Сбраживание сахаросодержащего раствора, состоящего из сахара-песка для промышленной переработки (ГОСТ 21-94) и гидролизата крахмала, молочнокислыми бактериями проводили периодическим методом в аппаратах вместимостью 1 л при температуре 48-50oC. В процессе молочнокислого брожения осуществляли нейтрализацию образующейся молочной кислоты мелом.

Сахаросодержащий раствор (1 л), приготовленный из 72 г сахара-песка и 120 г гидролизата крахмала (48 г редуцирующих сахаров) в соотношении по внесенному количеству редуцирующих сахаров 60:40, нагревали до 90oC, охлаждали до 50oC. Солодовые ростки (20 г) обрабатывали 0,8%-ным раствором молочной кислоты, выдерживали в течение 2 ч при 50oC и вносили в подготовленный сахаросодержащий раствор. В полученную питательную среду вносили закваску молочнокислых бактерий (100 г), содержащую 3,1 г лактата кальция, 4,3 г редуцирующих сахаров и 1,6 г молочной кислоты.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 0,7%.

Сброженный раствор содержал лактата кальция - 13%, редуцирующих сахаров - 0,3%, молочной кислоты - 0,7%.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 2,2%; продолжительность - 144 ч (6 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара - 88,5%.

Пример 2 Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично описанному в примере 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 48 г сахара-песка и 180 г гидролизата крахмала (72 г редуцирующих сахаров) в соотношении 40: 60 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,0%-ным раствором молочной кислоты, проводили аналогично описанному в примере 1.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 1,0%.

Сброженный раствор содержал 12,3% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров, 1,0% молочной кислоты.

Показатели процесса следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 2,0%; продолжительность - 158 ч (6,6 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара - 86,4%.

Пример 3 Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично описанному в примере 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 36 г сахара-песка и 210 г гидролизата крахмала (84 г редуцирующих сахаров) в соотношении 30: 70 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,6%-ным раствором молочной кислоты, проводили так же, как в примере 1.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 0,6%.

Сброженный раствор содержал 12,0% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров 0,6%, молочной кислоты.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 1,4%; продолжительность - 210 ч (8,8 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара - 81,1%.

Пример 4 Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично примеру 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 72 г сахара-песка и 120 г гидролизата крахмала (48 г редуцирующих сахаров) в соотношении 60: 40 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,2%-ным раствором молочной кислоты, проводили как в примере 1.

Титруемую кислотность в процессе брожения поддерживали на уровне 1,2%.

Сброженный раствор содержал 11,7% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров и 1,2% молочной кислоты.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 1,7%; продолжительность - 180 ч (7,5 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара - 84,0%.

Пример 5 (по прототипу) Аналогичен примеру 1, но в питательную среду (1 л) входит сахаросодержащий раствор, приготовленный из 87,5 г сахара-сырца, 46,2 г рафинадной патоки, 26,7 г свекловичной мелассы, содержащих соответственно 84, 24 и 12 г редуцирующих сахаров в соотношении 70:20:10, и 20 г нестерильных солодовых ростков.

Титруемую кислотность в процессе брожения поддерживали на уровне 0,3 - 0,4%.

Сброженный раствор содержал 12,8% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров и 0,4% молочной кислоты.

Показатели процесса сбраживания сахаросодержащего раствора следующие: среднесуточное накопление лактата кальция - 1,5%, продолжительность - 197 г (8,2 суток), выход молочной кислоты от введенного сахара - 84,8%.

Результаты опытов, приведенных в примерах, представлены в таблице.

Ведение процесса молочнокислого брожения с использованием питательной среды, включающей сахар-песок и гидролизует крахмала в соотношении по введенному сахару от 40: 60 до 60:40, солодовые ростки, обработанные 0,8 - 1,0%-ным раствором молочной кислоты, а также с поддержанием титруемой кислотности при нейтрализации образующейся молочной кислоты мелом на уровне 0,7 - 1,0%, позволяет повысить эффективность процесса по сравнению с прототипом: сократить продолжительность процесса на 39-53 ч; увеличить выход молочной кислоты от введенного сахара на 1,6 - 3,7% и среднесуточное накопление лактата кальция на 0,5 - 0,7%. Это обеспечивается благоприятными условиями для поддержания продуцента в активном физиологическом состоянии с максимальной способностью биосинтеза молочной кислоты.

Осуществление процесса сбраживания среды, в состав которой входит по количеству редуцирующих веществ менее 40% сахара-песка и более 60% гидролиза крахмала, а также солодовые ростки, обработанные раствором молочной кислоты концентрацией более 1,0%, при поддержании уровня титруемой кислотности выше 1,0% приводит к подавлению жизнедеятельности молочнокислых бактерий, в результате чего снижаются основные технологические показатели процесса.

При использовании среды, содержащей более 60% сахара-песка и менее 40% гидролизата крахмала по внесенному сахару, а также солодовые ростки, обработанные раствором молочной кислоты концентрацией менее 0,8%, и поддержании титруемой кислотности в процессе нейтрализации на уровне, не достигшем 0,7%, снижаются кислотообразующая активность продуцента, создаются условия для развития посторонних микроорганизмов, что приводит к снижению показателей процесса молочнокислого брожения.

Источники информации 1. Голубчина Р.Н., Никулина И.Д., Бондаренко А.Н., Смирнов В.А. Рациональное использование солодовых ростков в производстве молочной кислоты // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1971. - N 12. с.24-25.

2. Патент США 2143358, НКИ 195-48. Lactic Acid Fermentation Process /James F. Walsh, Haskell C. Needle (США). Заявл. 27.07.37 N 155925, опубл. 10.01.39.

3. Смирнов В.А. Пищевые кислоты. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 264 с.

4. ТИ 18-8-1-83. Технологическая инструкция по производству пищевой молочной кислоты. Взамен Технол. инструкции по произв. пищевой молочной кислоты, 1963; введ. 01.07.83. - Л., 1983. - 48 с.

Формула изобретения

Способ получения молочной кислоты, включающий сбраживание сахаросодержащей питательной среды молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbruckii в присутствии солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты, отличающийся тем, что питательную среду готовят из смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60 : 40 до 40 : 60 мас.% по внесенному количеству редуцирующих сахаров и из солодовых ростков, обработанных раствором молочной кислоты концентрацией 0,8 - 1,0%, а при нейтрализации поддерживают титруемую кислотность на уровне 0,7 - 1,0%.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.10.2009

Дата публикации: 10.12.2011




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тонкому биотехнологическому синтезу, а именно к получению L-молочной кислоты, которая может быть использована для получения лекарственных препаратов, медицинских полимеров и химических катализаторов

Изобретение относится к способам получения молочной кислоты из яблочной кислоть биотрансформацией с использованием иммобилизованных молочнокислых бактерий Lactobacillus casei

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения молочной кислоты путем сбраживания сахарсодержащих растворов молочнокислыми бактериями, очистки сброженных растворов и последующей их химической переработки

Изобретение относится к области микробиологии, в частности к технологии получения органических кислот, например молочной кислоты, и может быть использовано в микробиологической промышленности при выделении молочной кислоты из сброженного сахарсодержащего сырья

Изобретение относится к процессам и оборудованию для автоматизированной обработки городских твердых отходов (MSW) (со свалки или полученных прямо из городских служб), осадка сточных вод и шинных отходов с целью удаления и утилизации любых годных к употреблению материалов и для промышленного производства молочной кислоты
Изобретение относится к биотехнологии, конкретно к иммобилизованным биокатализаторам на основе клеток микроорганизмов, включенных в матрицу гелевого носителя, с помощью которых осуществляют микробиологическое получение молочной кислоты

Изобретение относится к биотехнологической промышленности, в частности к способам получения молочной кислоты
Изобретение относится к биотехнологии, в частности для получения L(+)-лактата посредством микробиологического синтеза
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза
Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ получения высококонцентрированных очищенных лактатсодержащих растворов, в частности высококонцентрированных очищенных растворов молочной кислоты и ее солей, на основе культуральной жидкости, полученной в результате культивирования клеток микроорганизмов

Изобретение относится к биотехнологии пищевых продуктов и может быть использовано при переработке растворов брожения с получением молочной кислоты. Способ извлечения молочной кислоты из растворов брожения включает экстракцию молочной кислоты солью четвертичного аммониевого основания в разбавителе и реэкстракцию кислоты, причем экстракцию ведут солью четвертичного аммониевого основания в сульфатной форме [(R4N)2SO4], где R представляет собой алкильный или арильный радикал, в присутствии п-третичных алкилфенолов при молярном соотношении (R4N)2SO4 : п-третичные алкилфенолы, равном соответственно 1:2, при значении рН раствора 5,0-7,0, реэкстракцию кислоты проводят растворами гидроксида натрия, а регенерацию экстрагента осуществляют его обработкой стехиометрическим количеством серной кислоты. Технический результат изобретения - повышение степени извлечения молочной кислоты из бродильных растворов, а также предотвращение попадания хлорид-иона в водную фазу после экстракции. 3 з.п. ф-лы, 5 табл., 6 пр.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен рекомбинантный штамм дрожжей Schizosaccharomyces pombe ВКПМ Y-4041, являющийся продуцентом молочной кислоты. Штамм получен путем трансформации штамма Schizosaccharomyces pombe ВКПМ Y-3106 интегративной плазмидой pcDNA-Km-leu1-pla, сконструированной на основе вектора pUC19 и содержащей ген лактатдегидрогеназы ldh1 молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum. Предложенный штамм при культивировании на среде YPD способен продуцировать молочную кислоту в количестве 50 г/л культуральной жидкости. 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области биотехнологии. Представлен полипептид D-лактатдегидрогеназы, который содержит полипептид с аминокислотной последовательностью, которая характеризуется идентичностью по последовательности на уровне не менее 80% с аминокислотной последовательностью, показанной в SEQ ID NO:1 или 2, раскрытые в описании, где указанный полипептид обладает D-лактатдегидрогеназной активностью. Также представлены полинуклеотиды, кодирующие указанные полипептиды D-лактатдегидрогеназы; конструкция ДНК для экспрессии полинуклеотида, кодирующего D-лактатдегидрогеназу, в которой связаны указанный полинуклеотид и промотор, способный осуществлять экспрессию полинуклеотида. Описан трансформант, в частности трансформированные дрожжи, для получения D-молочной кислоты, в который введен полинуклеотид или конструкция ДНК по настоящему изобретению. Предложен способ получения D-молочной кислоты, который включает стадию культивирования указанного трансформанта. Изобретение позволяет получать D-молочную кислоту на повышенном уровне при помощи трансформанта по настоящему изобретению по сравнению с уровнем D-молочной кислоты, полученным с использованием нетрансформированной родительской клетки. 9 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 13 пр.
Наверх