2, Органический азот 0.4 (источник – дрожжевой экстракт), соли молочной

кислоты. Процесс реализуется за 12 суток при 30° и рН 6.8–7.2; при этом

свыше 70 % сахаров трансформируется в органические кислоты, на обра-

зование углекислоты расходуется менее 20 % углеродного субстрата.

Получение итаконовой кислоты

Итаконовая кислота (С5Н6О4) – ненасыщенная двухосновная кислота;

ее образование плесневыми грибами открыл в 1931 г. Киношита. Данная

кислота – важный промежуточный продукт для получения полимеров.

Итаконовая кислота образует сополимеры с эфирами и другими мономе-

рами, поэтому используется при производстве синтетических волокон и

смол, ряда адгезивных средств, ПАВ, красителей и других сложных орга-

нических соединений.

76

Синтез итаконовой кислоты связан с реакциями цикла Кребса; ее ис-

ходным продуктом является цис-аконитовая кислота, которая при де-

карбоксилировании в результате перемещения электронов и перехода

двойной связи из положения 2.3 в положение 3.4 превращается в итака-

новую кислоту:

CH COOH

C COOH

CH COOH

CH

C COOH

CH COOH

2

CO

2

2

−

−

−

⎯⎯⎯→ −

−

− 2 .

Получение итаконовой кислоты осуществляют поверхностным и глу-

бинным методами ферментации. В качестве продуцентов используют от-

селектированные грибные штаммы (Aspergillus itaconicus, Asp. terreus).

Процесс аналогичен процессам получения лимонной кислоты. Среды со-

держат высокие концентрации сахаров, обычно используют мелассу, при

дефиците фосфора и железа. Особенностью процесса получения данной

кислоты является высокая потребность продуцента в солях цинка, магния

и меди. При поверхностной ферментации в течение 10–12 суток образует-

ся около 60 % продукта в пересчете на сахар, доля целевой кислоты в сме-

си (синтезируются также янтарная, щавелевая и фумаровая кислоты) –

свыше 90 %. Содержание итаконовой кислоты достигает 15–20 %, оста-

точная концентрация сахаров не превышает 0.6 %. В отличие от лимон-

ной, итаконовая кислота – токсичный продукт, при ее концентрации около

7 % Рост продуцента угнетается, и скорость продукции кислоты снижает-

ся. Токсичность итаконовой кислоты нейтрализуют дробными добавками

гидроксиаммония, рН среды при этом стабилизируется на уровне 3.5–3.8.

При глубинной ферментации конечная концентрация итаконовой кислоты

ниже, 4–6 %. Товарный продукт – кристаллическая итаконовая кислота

92 % Содержания, остальное – влага (3–6 %) и другие кислоты (1–3 %).

Получение глюконовой кислоты

Глюконовая кислота – одноосновная пентокислота, получаемая при

ферментативном окислении глюкозы с участием глюкозооксидазы. Глю-

коновая кислота имеет много областей применения. Комплексообразова-

тель с металлами – глюконат натрия, применяют при производстве мою-

щих средств; кальций-, железо- и калийные соли глюконовой кислоты

широко используют в медицине и пищевой промышленности.

Продуценты глюконовой кислоты – грибы (Penicillium, Aspergillus).

Ферментацию в промышленных масштабах осуществляют поверхностым

и глубинным способами; используют среды с высоким (до 30–35 %) со-

держанием глюкозы, в составе сред – сульфат магния, фосфат калия, ис-

точник азота, а также углекислый кальций. Процесс завершается при оста-

77

точной концентрации сахара около 1 %. Готовый продукт – кристалличе-

ские соли – глюконаты.

Получение фумаровой кислоты

Фумаровая кислота – транс-изомер этилен-дикарбоновой кислоты:

HC COOH

HOOC CH

−

−

используется при производстве синтетических смол, красок, лаков. Смолы

фумаровой кислоты применяют для производства печатных красок. Маг-

ниевые и натриевые соли фумаровой кислоты используют в медицине.

Фумаровая кислота – метаболит цикла трикарбоновых кислот и присут-

ствует во всех живых клетках, однако редко экскретируется в среду. Проду-

центом данной кислоты являются различные грибы (Penicillium, Aspergillus,

Rhizopus), последние наиболее активны. Среды для получения фумаровой

кислоты содержат глюкозу в концентрации 5–10 %, лимитирующий фактор

– азот, цинк. Ферментация реализуется в условиях интенсивной аэрации

поверхностным или глубинным способом. При этом в ходе ферментации

проводят нейтрализацию среды углекислым кальцием или раствором щело-

чи. Максимальный выход кислоты – 58 % от потребленной глюкозы.

Биотехнологические методы получения органических кислот совер-

шенствуются. Недавно в Японии разработан способ получения 2-

кетоглюконовой кислоты на основе биосинтеза бактерий Pseudomonas,

выход кислоты достигает 90 % от использованного сахара. Разработана

технология получения щавелевой кислоты на средах с сахарами на основе

грибов A. ozyzae. На основе селектированных штаммов дрожжей (Candida

lipolytica) созданы технологии получения лимонной и изолимонной ки-

слот. Специально отселектированные штаммы дрожжей рода Candida син-

тезируют на средах с нормальными парафинами фумаровую, яблочную,

янтарную кислоты. Процесс на данном сырье постоянного состава более

стабилен, чем на комплексных природных средах на основе мелассы; так-

же упрощается стадия выделения и очистки готового продукта.