Способ получения глюкозы из целлюлозусодержащего сырья

 

ОП ИСА-НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (((> 562573

Союз Советсккл

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 21.07.?5 (21) 2163288,13 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.(7. Б|оллетець ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 21.09.77 (51) Ч.Кл.- С 13 К 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 663.53(088.8) (72) Авторы изобретения

P. В. Фениксова, К. А. Калунянц, М. С. Ваганова, Г. В. Щусь, Л. А. Нахапетян, И. И. Меняйлова, А. М. Лужков и Г. (. Чернова

Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

ИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕржАЩЕГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известны способы получения глюкозы из целлюлозосодержащего сырья, предусматрива ющие смешивагоие сырья с ферментом и водой, ферментативный гидролиз сырья с последующим отбором полученного гидролизата f1)

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения растворимых сахаров путем ферментати вного гидро.тиза целлюлозы, заключающийся в том, что водный раствор фермента смешивают с сухой целлюлозой, которая непрерывно вводится в реактор, а глюкозный раствор с равным расходом выводится:из реактора. Температура гидролиза

50 С, рН вЂ” 4,8. Процесс кончается через

104 ч":". 1(онцентрация глюкозы в реакторе сохрачяется между 4,7 и 6,1% (2).

Однако при таком способе для гидролиза целлюлозы используют кидкость, а не сухой ферментный препарат; кроме того, полученный пидролизат целлюлозы состоит из смеси глюкозы и олигосахаридов.

Целью изобретения является повышение выхода глюкозы.

Это достигается путем проведения гидролиза в две стад.::и, на первой из которых гидролиз ведут до получения смеси глюкозы и олпгосахарпдов с помощью нативного фермента, взятс.-о в количестве 1 — 20 ед. на 1 г целлюлозы, coäåðæàùåéñÿ в реакционной смеси, на второй стадии ведут гидролиз олигосахаридов целлюл азой, им мобилизованной „3 нера творимом носителе. Гидромодуль суспензип целлюлозосодержащего сырья равен

5 — 30.

Целе=ообразно гидролиз олпгосахаридов на второй стадии осу.цествлять целлюлазой, пммобилпзованцсй ксвалентным связыванием ,G негпдролизуемом целлюлазой носителе, например, однородном макропорпстом аэросилогеле, пористом стекле. пор.. стой керамике.

15 Сущ:-:ость спо" оба состоит в следующем.

Целлюлозу измельчают, смешивают с ферментным препаратом целлюлазы из расчета

1 — 20 ед. целлюлазной акт:гвчостп на 1 г

2о целлюлозы, заливают 0,01 н. р".ñòâîðîì соляной ил: cep.ioII кислоты и нагревают до 50 С, расход кислоты ""ставляет 5 — 30 вес. ч. на

1 вес. ч. целлюлозы. Гидролиз цел«полозы до олиго"ахарпдсв ведут B реакторе,при постоян25 ном перемеш, ванпи, температуре 50 С и рН среды 4,0 — 5,5. В реакторе происходит автопммобилiiзация целлюлазы на нерастворимом субстрате, что дает возможность выводить через пористую меморану раствор ол:I".oñàêàðè30 доз и за;ерж;,вать фермент,в реакторе, ис562573

Формула изобретения

Составитель М. Ваганова

Техред Н. Сметанина

Редактор А. Бер

Корректор И. Симкина

Заказ 545/1417 Изд. М 96 Тираж 484 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент» пользуя его гидролитическую способность многократно.

Через 1 — 3 суток начинают осущ= ствлять непрерывный пр иток в реактор свежей реакционной смеси, состоящей из целлюлозы кислоты и воды. Скорость протока равна 1/10—

1/30 объема реактора в сутки. Одно временно началом подачи B реактор |смеси начинают отбор из него, раствора олигосахаридов через пористую мембрану. Скорость отбора составляет 1/10 — 1/30 ооъема реактора в сутки.

Удаленньш из,реактора гидролизат содериит 1 — 5% глюкозы и 2 — 10% общих редуцирующих веществ. С целью дальнейшего гидролиза олигосахаридов до глюкозы гидролизат, удаленный из,реактора, пропускают через колонку, заполненную иммобилизованной на силохроме с помощью глутарового альдегида целлюлазой. Температура в колонке 50 С, рН гидролизата 4,0 — 5,5. Гидролпзат, выходящий пз колон ки, содержит 2 — 9,5% глюкозы ч

2 — 10% общих редуцирующих веществ. Полученный однородный .раствор глюкозы можно

IlcII0ëüç0âàòü для получения кристаллической глюкозы или для выращивания дрожжей.

П,р и м е р. В реактор загруиают 100 кг измельченной целлюлозы и наливают 1000 .г

0,01н. соляной кислоты (гидромодуль 1: 10), перемешивают и нагревают до 50 С. Затем вносят 4 кг ферментного препарата с активностью 100 ед/г, что соответствует 4 ед. на 1 г целлюлозы. Гидролиз осуществляют при непрерывном перемешивании без отбора гидролизата,в течение 3 суток. Через 3 суток из реактора начинают не прерывный отбор гидролизата со скоростью 100 л в сутки и непрерывную подачу .реакционной смеси, содержащей на каждые 100 л 0,01 н. соляной кислоты 10 ка целлюлозы и 0,4 кг препарата целлюлазы.

Отобранный гидролизат пропускают через ко- 4О лонгу, заполненную 10 кг им мобилизованной на силохроме с помощью глутарового альдегида целлюлазы. Скорость прохождения гидролизата через колонку 4 л/час. Содержание глюкозы в гидролизате перед,вводом в колонку 40 мгlмл, общих редуцирующих веществ

80 мг/мл. Содержание, глюкозы в гидролизате на выходе из колонки 78 мг/мл, общ их редуцирующих веществ 80 ма/мл.

Таким обр азом, спо1соб позволяет получать гидролизаты, состоящие преимущественно из ра.твора глюкозы, и,повысить выход ее на

20%.

С посоо получения глюкозы из целлюлозосодержащего сырья, предусматривающий смешивание сырья с ферментом и водой, ферментативHûé гидролиз сырья с последующим отбором полученного гидролизата, о т л и ч а ющ и й.- я тем, что, с целью повышения выхода глюкозы, гидролиз сырья проводят в две стадии, на первой из которых гидролиз ведут до полу.чения смеси глюкозы и олигосахаридов с помощью натпвното фермента, взятого в количестве 1 — 20 ед. на 1 г целлюлозы, содержащейся в сырье, а на второй стадии осуществляют гидролиз олигосахаридов целлюлазой, иммобилизованной на нерастворимом носителе.

2. Спссоб по и. 1, отличающийся тем, что гидромодуль суспензии, целлюлозосодержащего сырья равен 5 — 30.

3. Способ йо п. 1, отличающийся тем, что гидролиз олигосахаридов на второй стадии осуществляется целлюлазой, иммоб:т. лизованной ковалентным связыванием.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве носителя используют негидролизуемый целлюлазой носитель, например, однородный макрапористый аэросилогель, пористое стекло, пористую керамику.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании М 1278195, кл.

С ЗН, 1972.

2. Патент США М 3764475, кл. 195 — 33, 1973 (прототип).