Технологическая схема получения молочной кислоты

Меласса/сахароза 5-20%, 5-10 дней, рН 6,0 50оС 11-14% молочной кислоты

На сегодняшний день в Росcии ОАО «СКиМК» - единственное предприятие, выпускающее молочную кислоту промышленным способом. Производительность завода - 2000 тонн в год

Уксуснокислые бактерии

Уксуснокислые бактерии, выделенные в роды Gluconobacter и Acetobacter, могут получать энергию, осуществляя неполное окисление ряда органических соединений. Это грамотрицательные бесспоровые палочки, слабоподвижные за счет перитрихиально или полярно расположенных жгутиков, или неподвижные. Облигатные аэробы.

К числу окисляемых соединений относятся одноатомные спирты, содержащие от 2 до 5 углеродных атомов, а также многоатомные спирты — производные сахаров. Окисление первичных спиртов приводит к образованию кислот. Например, этанол с помощью соответствующих дегидрогеназ окисляется до ацетата:

алкогольдегидрогеназа

С2Н5ОН CH3-CHO

альдегиддегидрогеназа

CH3-CHO CH3-CОOН Вторичные спирты окисляются до кетонов:

CH3-CHOH-CH3 CH3-CO-CH3.

Чайный гриб представляет собой прочный пищевой союз бактерий A. xylinum, G. oxydans и дрожжевых

грибов

Многоатомные спирты окисляются этими бактериями в альдозы и кетозы, например: сорбит ® сорбоза; глицерин ® диоксиацетон. Альдозы и кетозы могут далее окисляться в соответствующие кислоты.

Производство уксуса

Из 100 л безводного спирта получают 75…90 кг уксусной кислоты.

Продуцент Acetobacter aceti

•Компоненты питательной среды Этиловый спирт, хлорид аммония, сульфат магния, монофосфат калия

•рН питательной среды 3,0…3,2

•Температура культивирования 28 → 25 °С

•Режим аэрации 0,35…0,4 → 0,1…0,15 м3 / м3·мин

•Продолжительность культивирования 7…10 суток

•Содержание уксусной кислоты в культуральной жидкости От 6…7 % до 9…14 %

Выращивание бактерий ведут при температуре 28…37 °С при рН среды 3,0…3,2 при концентрации спирта 7…15 %. После накопления 8 %-ной уксусной кислоты развитие бактерий замедляется и при ее содержании в пределах 12…14 % рост бактерий полностью прекращается.

Химическая

схема

производства

аскорбиновой

кислоты

2-оксогулоновая

кислота

1. Получение D-сорбита из D-глюкозы методом каталитического восстановления водородом.

2. Получение L-сорбозы из D-сорбита путем окисления уксуснокислыми бактериями

Gluconobacter oxydans .

3. Получение диацетон-L-сорбозы из L-сорбозы в присутствии ацетона и серной кислоты.

4. Получение гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты путем окисления диацетон-

L-сорбозы гипохлоритом натрия в присутствии сульфата никеля.

5 стадия. Получение L-аскорбиновой кислоты из гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой

кислоты (деацетонирование: HCl, этанол-хлороформ, 65 °С, 50 ч —> этерификация —>

«енолизация» —> «лактонизация»).

6 стадия. Получение медицинской аскорбиновой кислоты. Перекристаллизация технической аскорбиновой кислоты.

Выход продукта в пересчете па глюкозу составляет в целом до 54%.

Биотрансформация D-сорбита в L-сорбозу

•В производстве применяется метод глубинного культивирования. Инокулят — суспензия клеток

Gluconobacter oxydans — выращивается на среде, включающей сорбит, глюкозу, дрожжевой экстракт и СаС03. В 15—20%-ные растворы D-сорбита, содержащие трансформирующую культуру и необходимые для ее роста витамины, пропускают воздух через распылительные системы. рН 5,0. При t = 30°С через 24 ч L-сорбоза получается с 93- 98%-ным выходом в растворе.

•В конце процесса ферментации раствор, содержащий сорбозу, обесцвечивают активированным углем, фильтруют, фильтрат концентрируют в вакууме до сиропообразной массы, которая кристаллизуется при 15°С.

Кристаллы отделяют центрифугированием,

промывают ледяной водой и сушат. Вторая D-сорбитолдегидрогеназа (КФ 1.1.99.21)

порция L-сорбозы получается из маточника и промывается.

Химический метод включает до 6 стадий, выход L-сорбозы составляет всего 0,75% от теоретически возможного

ПОЛУЧЕНИЕ ДИОКСИАЦЕТОНА

Бактерии Gluconobacter oxydans

•8% глицерина, 0,2% монокалийфосфата, 1% (по сухой массе) дрожжевого экстракта.

•Выращивание биомассы 36 ч при 28оС. Клетки бактерий отделяют от питательной среды центрифугированием и отмывают водопроводной водой от посторонних примесей.

Подготовленную таким образом биомассу помещают в биореактор и заливают раствором состава: глицерин 10%, монокалийфосфат 0,2% и водопроводная вода. Процесс биотрансформации ведут в аэробных условиях при интенсивном перемешивании, поддерживая температуру 28оС и рН 5,0 48 ч. Диоксиацетон 9,6% (96%).

ЦИКЛ КРЕБСА

При производстве лимонной кислоты применяются три способа ферментации:

1)культивирование продуцента на поверхности твердой питательной среды (твердофазная ферментация);

2)поверхностное культивирование на жидкой среде;

3)глубинное культивирование.