патент
№ RU 2612152
МПК C12P7/56

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ

Авторы:
Герман Людмила Сергеевна Щеблыкин Игорь Николаевич Петрищева Ольга Аркадьевна
Все (7)
Номер заявки
2013155042
Дата подачи заявки
12.12.2013
Опубликовано
02.03.2017
Страна
RU
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Реферат

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения молочной кислоты на ферментационных средах предусматривает приготовление посевной, ферментационной и дополнительной сред с углеводной, белковой и солевой, содержащей соли калия, магния, марганца, аммония, частями, культивирование в посевных колбах и ферментере на основной ферментационной среде штамма-продуцента с внесением дополнительной ферментационной среды в ходе процесса культивирования, при поддержании величины pH, температуры культивирования, перемешивания. При этом ферментационную накопительную среду загружают в ферментер, объем которого в 5-10 раз превышает объем основного ферментера, длительность накопительной ферментации 12-24 ч. Накопленную биомассу отделяют в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, ресуспендируют в ферментационной доливной среде, переносят в основной ферментер, где культивируют в течение 2-3 ч с одновременной подачей дополнительной среды с титрующими агентами для поддержания pH аммиачной водой в случае получения лактата аммония или раствора гидроксида натрия в случае получения натрия лактата. Затем полностью сливают все содержимое ферментера и отделяют биомассу продуцента от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000. Биомассу продуцента ресуспендируют со следующей порцией ферментационной доливной среды и культивируют в очередном цикле. Количество циклов в основной ферментации составляет 10-20 циклов, фугат после отделения биомассы продуцента используют для дальнейшей переработки в молочную кислоту или соли молочной кислоты. В качестве штамма-продуцента используют молочнокислые микроорганизмы со

Формула изобретения

1. Способ получения молочной кислоты на ферментационных средах, предусматривающий приготовление посевной, ферментационной и дополнительной сред с углеводной, белковой и солевой, содержащей соли калия, магния, марганца, аммония, частями, культивирование в посевных колбах и ферментере на основной ферментационной среде штамма-продуцента с внесением дополнительной ферментационной среды в ходе процесса культивирования, при поддержании величины pH, температуры культивирования, перемешивания, отличающийся тем, что ферментационную накопительную среду загружают в ферментер, объем которого в 5-10 раз превышает объем основного ферментера, длительность накопительной ферментации - 12-24 часа, накопленную биомассу отделяют в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, ресуспендируют в ферментационной доливной среде, переносят в основной ферментер, где культивируют в течение 2-3 часов с одновременной подачей дополнительной среды, содержащей ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы, с титрующими агентами для поддержания pH аммиачной водой в случае получения лактата аммония или раствора гидроксида натрия в случае получения натрия лактата, затем полностью сливают все содержимое ферментера и отделяют биомассу продуцента от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, биомассу продуцента ресуспендируют со следующей порцией ферментационной доливной среды и культивируют в очередном цикле, количество циклов в основной ферментации - 10-20 циклов, фугат после отделения биомассы продуцента используют для дальнейшей переработки в молочную кислоту или полилактаты; в качестве штамма-продуцента используют молочнокислые микроорганизмы, обладающие средней скоростью образования молочной кислоты не менее 5 г/л·ч в периодическом процессе культивирования; накопительная, доливная и дополнительная ферментационные питательные среды содержат в качестве источника углеводов ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полученный из крахмалсодержащего зернового сырья или отрубей влажным дроблением гидро-механо-акустическим способом с выделением фракционированием крахмала А и В, с их ферментативным гидролизом полностью до глюкозы, в количестве 4-12% в ферментационной накопительной среде, 2-8% в ферментационной доливной среде и не менее 40% в дополнительной среде по глюкозе соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после 10-20-го цикла во всех последующих циклах осуществляется промывка влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов после отделения ее от культуральной жидкости стерильной водопроводной водой в соотношении 1:1 с количеством влажной биомассы, отделение биомассы продуцента от промывной воды проводят в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, возвращают биомассу продуцента для проведения последующих циклов ферментации и объединяют промывной фугат с фугатом культуральной жидкости перед стадией выделения молочной кислоты.

Описание

[1]

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для получения D-, L-, и DL-молочной кислоты, применяемой в пищевой промышленности в качестве стабилизатора pH и консерванта, в химической промышленности как сырье для получения полилактатов и других соединений, синтезируемых из молочной кислоты.

[2]

В настоящее время остро стоит вопрос производства биоразлагаемых упаковочных материалов, пластических масс, биоразлагаемых медицинских пластических материалов. Сырьем для этих производств служит молочная кислота, получаемая в результате сбраживания сахаров молочнокислыми микроорганизмами. От того, насколько быстро и экономично получение молочной кислоты, зависит рентабельность производства биоразлагаемых материалов.

[3]

Для того, чтобы обеспечить высокую скорость сбраживания сахаров и низкую себестоимость получаемой молочной кислоты, необходимо наличие возобновляемого дешевого источника сахаров и ростовых веществ и технологии культивирования молочнокислых микроорганизмов, при которой скорость образования молочной кислоты будет не ниже 25 г/л*час, а концентрация молочной кислоты в культуральной жидкости по окончании процесса не менее 100 г/л.

[4]

Известен способ получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза (патент РФ №2306340, 2005 г.), где в качестве источника углеводов используется смесь тростникового сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы, в качестве ростового фактора солодовые ростки в количестве 12-15 г/л, обработанные водой, подкисленной молочной кислотой до pH 4,0-5,0 и ферментным препаратом ксилоглюканофоетидином в количестве, соответствующем 200-600 ед./л ксиланазной активности. Среда содержит мел в количестве 60% от общего количества, рассчитанного для нейтрализации молочной кислоты, дрожжевой экстракт и питательные соли. Сбраживание осуществляется молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbrueckii штамм Л-3.

[5]

Недостатком данного способа является применение в качестве источника углеводов сахара-сырца и рафинадной патоки, а также использование мела для нейтрализации молочной кислоты (что после выделения молочной кислоты приводит к накапливанию в значительных количествах гипса CaSO4), а также низкая скорость сбраживания и невысокая концентрация молочной кислоты в культуральной жидкости.

[6]

Известно много способов культивирования молочнокислых микроорганизмов с возвратом биомассы (рецикл) продуцента молочной кислоты в основной ферментер после отделения от культуральной жидкости, однако при простых рециклах концентрация биомассы молочнокислых микроорганизмов не превышает 20-30 г/л.

[7]

Известен способ получения молочной кислоты (патент US 6,475,759 В1) в длительном процессе культивирования с рециклом биомассы продуцента молочной кислоты. Молочную кислоту (не соль молочной кислоты) получают с использованием в качестве штаммов-продуцентов мутантов, толерантных к низким значениям pH. Культивирование осуществляется при pH 2,5-4,5. В качестве источника углеводов используется глюкоза.

[8]

К недостаткам данного способа получения молочной кислоты следует отнести высокую стоимость сырья (кристаллической глюкозы) и необходимость использования специализированного ферментера и оборудования по концентрированию молочной кислоты, выдерживающих в течение длительного времени низкие значения pH (гуммированные, эмалированные или фторопластовые покрытия внутренних поверхностей, контактирующих с низким pH).

[9]

Наиболее близким к предлагаемому способу является патент WO 2012/140223 А1 (РСТ), где в качестве продуцентов молочной кислоты используется широкий круг молочнокислых микроорганизмов, в качестве источника углеводов указаны зерновые культуры, картофель, маис, в качестве ростовых веществ используются дрожжевой экстракт, пептон. В процессе получения молочной кислоты используется плотная культура продуцента с высокой концентрацией биомассы. Каждые 18-45 минут происходит отъем 2/3 культуральной жидкости из основного ферментера, фильтрация культуральной жидкости мембранными методами (мембранный ферментер или выносная ячейка ультра- или нанофильтрации), возврат биомассы продуцента в основной ферментер со свежей порцией питательной среды. Для снижения роста культуры продуцента и направления биомассы на сбраживание сахаров, а не на рост клеток, в питательную среду и доливную среду вносят антибиотики.

[10]

Недостатком данного способа является отсутствие ферментативного гидролиза крахмалсодержащего сырья до глюкозы, т.к многие молочнокислые микроорганизмы не имеют активных экзогенных амилолитических ферментов. Применение для отделения от культуральной жидкости мембранных методов приводит к образованию большого количества стоков, т.к. клетки молочнокислых культур быстро забивают поры фильтрующего материала, скорость фильтрации падает. При мембранных методах отделения биомассы происходит травмирование и частичная гибель клеток культуры-продуцента за счет большой энергии сдвига. Внесение в питательную среду антибиотиков для снижения скорости роста молочнокислых микроорганизмов делает невозможным использование биомассы продуцента в дальнейшем в виде вторичного кормового продукта.

[11]

Задачей настоящего изобретения является биосинтез молочной кислоты с высокой скоростью сбраживания сахаров и накоплением высокой концентрации молочной кислоты в культуральной жидкости в виде соли, доступной для получения молочной кислоты без образования гипса, либо соли, обеспечивающей при дальнейшей обработке полимеризацию молочной кислоты, с возможностью использования биомассы продуцента молочной кислоты для получения вторичного продукта кормового назначения.

[12]

Поставленная задача достигается тем, что:

[13]

- ферментационную среду загружают в накопительный ферментер, объем которого в 5-10 раз превышает объем основного ферментера, стерилизуют при 120°C в течение 40 мин, охлаждают до температуры культивирования, вносят посевной материал в количестве 15-20% от объема ферментационной среды в накопительном ферментере, длительность накопительной ферментации - 12-24 часа, накопленную биомассу отделяют в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, ресуспендируют в доливной среде, переносят в основной ферментер, где культивируют в течение 2-3 часов с одновременной подачей дополнительной среды (подпитки), содержащей ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полученный из крахмалсодержащего зернового сырья или отрубей влажным дроблением гидро-механо-акустическим способом по патенту №2586734 с выделением фракционированием крахмала А и В, с двухстадийным ферментативным гидролизом альфа-амилазами и глюко-амилазами полностью до глюкозы (далее ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы), имеющий следующие характеристики: СВ - не менее 44%, концентрация глюкозы - не менее 40%, с титрующими агентами для поддержания pH аммиачной водой в случае получения лактата аммония или раствора гидроксида натрия в случае получения лактата натрия, затем полностью сливают все содержимое ферментера и отделяют биомассу продуцента от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, биомассу продуцента ресуспендируют со следующей порцией доливной среды и культивируют в очередном цикле, количество циклов в основной ферментации - 10-20 циклов, фугат после отделения биомассы продуцента используют для дальнейшей переработки в молочную кислоту или полилактаты; в качестве штамма-продуцента используют молочнокислые микроорганизмы, обладающие средней скоростью образования молочной кислоты не менее 5 г/л*час в периодическом процессе культивирования; ферментационная, доливная и дополнительная питательные среды содержат в качестве источника углеводов ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полученный из крахмалсодержащего зернового сырья или отрубей влажным дроблением гидро-механо-акустическим способом с выделением фракционированием крахмала А и В, с двухстадийным ферментативным гидролизом альфа-амилазами и глюко-амилазами полностью до глюкозы, в количестве 4-12% в ферментационной среде, 2-8% в доливной среде и не менее 40% в дополнительной среде (подпитке) по глюкозе соответственно; после 10-20-го цикла во всех последующих циклах осуществляется промывка влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов после отделения ее от культуральной жидкости стерильной водопроводной водой в соотношении 1:1 с количеством влажной биомассы, отделение биомассы продуцента от промывной воды в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, возврат биомассы продуцента для проведения последующих циклов ферментации и объединение фугата после промывки биомассы стерильной водопроводной водой с фугатом культуральной жидкости после отделения биомассы продуцента перед стадией выделения молочной кислоты.

[14]

Получение изомеров молочной кислоты зависит от свойств выбранного штамма-продуцента молочной кислоты, заложенных генетически. Штаммы-продуценты молочной кислоты, могут сбраживать сахара в рацематную смесь D-, L-молочной кислоты или сбраживать сахара преимущественно в D-молочную кислоту или L-молочную кислоту, тогда содержание преимущественного изомера составляет не менее 90%.

[15]

Сущность предлагаемого способа получения молочной кислоты заключается в следующем:

[16]

- культуру продуцента молочной кислоты с агаризованной питательной среды переносят в посевную питательную среду, содержащую в качестве источника углеводов ферментолизат крахмала, полученный из крахмалсодержащего зернового сырья или отрубей влажным дроблением гидро-механо-акустическим способом с выделением фракционированием крахмала А и В, отличающихся строением (амилопектин - крахмал А, и амилоза - крахмал В) и молекулярной массой, затем крахмал А и B в две стадии ферментативного гидролиза ферментами альфа-амилазами и глюко-амилазами полностью гидролизуют до глюкозы (далее ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы), полученный ферментолизат имеет следующие характеристики: СВ - не менее 44%, концентрация глюкозы - не менее 40%; в качестве ростовых веществ - дрожжевой экстракт или упаренный до содержания сухих веществ 50% ферментолизат зернового белка, получаемый ферментативным гидролизом протеазами зернового белка, полученного после отделения зерновых оболочек и крахмала А и В при глубокой переработке зернового сырья влажным дроблением гидро-механо-акустическим способом, содержащий не менее 50% зернового белка, из которых не менее 10% от общего количества белка составляют аминокислоты (далее ферментолизат зернового белка); соли калия, магния, марганца, аммония и культивируют в колбах на качалке при температуре, оптимальной для данного штамма-продуцента, и числе оборотов качалки, обеспечивающем микроаэробные условия культивирования в течение 20-24 часов;

[17]

- полученным посевным материалом в количестве 15-20% засевают накопительный ферментер с ферментационной средой, содержащей в качестве источника углеводов ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы, в качестве ростовых веществ - дрожжевой экстракт или ферментолизат зернового белка, соли калия, магния, марганца, аммония и культивируют в течение 12-24 часов для накопления биомассы молочнокислых микроорганизмов; объем накопительного ферментера должен быть в 5-10 раз больше, чем основного рабочего ферментера;

[18]

- полученную культуральную жидкость из накопительного ферментера обрабатывают в асептических условиях в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000 и отделенную биомассу молочнокислых микроорганизмов переносят в рабочий ферментер меньшего объема таким образом, чтобы концентрация биомассы в рабочем ферментере составила не менее 50 г/л сухой биомассы (СБ), биомассу смешивают с доливной средой, содержащей в качестве источника углеводов ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы, в качестве ростовых веществ дрожжевой экстракт или ферментолизат зернового белка, соли калия, магния, марганца, аммония, культивируют в течение 2-3 часов в оптимальных для процесса сбраживания условиях (поддерживая необходимые pH, температуру, число оборотов мешалки), начиная внесение дополнительной питательной среды, состоящей из стерильного ферментолизата крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы, с содержанием РВ не менее 40% сразу после смешения биомассы и доливной среды, ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованного до глюкозы задают в течение 1-2 часов цикла;

[19]

- после 2-3 часов культивирования в основном аппарате концентрация молочной кислоты в культуральной жидкости составляет не менее 120 г/л, а средняя скорость синтеза молочной кислоты - не менее 50 г/л*час;

[20]

- культуральную жидкость из основного ферментера сливают полностью и обрабатывают в асептических условиях в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, отделенную биомассу молочнокислых микроорганизмов возвращают в основной ферментер, где смешивают со следующей порцией доливной среды и повторяют 2-3 часовой цикл культивирования;

[21]

- количество циклов зависит от выбранного штамма - продуцента и составляет 10-20 циклов;

[22]

- фильтрат, содержащий соль молочной кислоты, поступает на стадию выделения молочной кислоты или на дальнейшую переработку в полилактат;

[23]

- для увеличения количества циклов, которые возможно провести с использованием одной порции биомассы после накопительного ферментера, после проведения 10-20 первых циклов культивирования биомассу продуцента молочной кислоты после каждого отделения смешивают в соотношении 1:1 со стерильной водопроводной водой для дополнительного удаления ингибирующих получение молочной кислоты продуктов метаболизма;

[24]

- после промывки биомассу продуцента отделяют в центробежном поле при факторе разделения 2700-3000, биомассу продуцента возвращают в основной ферментер для проведения следующего цикла ферментации;

[25]

- промывку (фугат после промывки биомассы) объединяют с фугатом культуральной жидкости, т.к. концентрация молочной кислоты в промывке - не менее 50 г/л, это увеличивает съем молочной кислоты за один цикл на 5-10%;

[26]

- по окончании культивирования (при снижении скорости образования молочной кислоты ниже 25 г/л*час) образовавшуюся биомассу продуцента молочной кислоты высушивают и получают вторичный продукт (пробиотик);

[27]

Сущность предлагаемой технологии раскрывается, но не исчерпывается в приведенных примерах.

[28]

По пункту 1.

[29]

Пример №1.

[30]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 3,2 л посевной среды следующего состава, г/л:

[31]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[32]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[33]

Накопительный ферментер объемом 20 л с 11,0 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 1,8 л ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полностью гидролизованного до глюкозы с содержанием глюкозы 41,3%, 3,2 л посевного материала из колб и культивируют в течение 12 часов.

[34]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[35]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы40,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[36]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[37]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 3000, супернатант с концентрацией соли молочной кислоты 38 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[38]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт15,0
(NH4)2SO44.0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[39]

Ферментационная дополнительная питательная среда - ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[40]

Объем ферментационной доливной среды составляет 1,2 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 1,5 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 2 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 67 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу дополнительной ферментационной среды - ферментолизата крахмалсодержащего сырья, полностью гидролизованного до глюкозы, с постоянной скоростью 25 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 1,5 часа) цикла прекращают подачу дополнительной ферментационной среды. Через 2 часа ферментации культуральную жидкость сливают полностью, отделяют биомассу в центробежном поле при факторе разделения 3000, биомассу направляют для смешивания с ферментационной доливной средой и культивирования в следующем цикле; культуральная жидкость перед отделением биомассы содержит 120 г/л D-L соли молочной кислоты (при культивировании указанного штамма происходит образование рацематной смеси изомеров молочной кислоты), средняя скорость образования молочной кислоты - 60 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 1,8 л и 216 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[41]

За 20 циклов съем культуральной жидкости составляет 36 л и 4320 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[42]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 13 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 23 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 150,3 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[43]

Пример №2.

[44]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 0,8 л посевной среды следующего состава, г/л:

[45]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[46]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[47]

Накопительный ферментер объемом 5 л с 2,75 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 0,9 л ферментолизат крахмалсодержащего сырья, полностью гидролизованного до глюкозы, 0,8 л посевного материала из колб и культивируют в течение 24 часов.

[48]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[49]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы120,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,8
KH2PO40,6
MgSO40,4
MnSO40,4
Аммоний лимоннокислый4,0
Натрий уксуснокислый1,5
вода водопроводнаяостальное

[50]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[51]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 2700, супернатант с концентрацией аммония молочнокислого 110 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[52]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт15,0
(NH4)2SO44,0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[53]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмалсодержащего сырья, гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[54]

Объем ферментационной доливной среды составляет 0,6 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 0,75 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 1 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 85 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмалсодержащего сырья, полностью гидролизованного до глюкозы, с постоянной скоростью 75 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 2,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 3 часа ферментации культуральную жидкость сливают полностью, отделяют биомассу в центробежном поле при факторе разделения 2700, биомассу направляют для смешивания с ферментационной доливной средой и культивирования в следующем цикле; культуральная жидкость перед отделением биомассы содержит 198 г/л D-L соли молочной кислоты, средняя скорость образования молочной кислоты - 66 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 0,9 л и 178,2 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[55]

За 10 циклов съем культуральной жидкости составляет 9 л и 1782 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[56]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 4,25 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 4,75 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 330,1 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[57]

Пример №3.

[58]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 3,2 л посевной среды следующего состава, г/л:

[59]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[60]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[61]

Накопительный ферментер объемом 20 л с 11,0 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 1,8 л ферментолизат крахмала полностью гидролизованного до глюкозы, 3,2 л посевного материала из колб и культивируют в течение 12 часов.

[62]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[63]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы40,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[64]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 20% раствором гидроксида натрия, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[65]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 3000, супернатант с концентрацией соли молочной кислоты 33 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[66]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO44.0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[67]

Ферментационная дополнительная питательная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[68]

Объем ферментационной доливной среды составляет 1,2 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 1,5 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 2 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором гидроксида натрия (40%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 67 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмала, полностью гидролизованного до глюкозы, с постоянной скоростью 25 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 1,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 2 часа ферментации культуральную жидкость сливают полностью, отделяют биомассу в центробежном поле при факторе разделения 3000, биомассу направляют для смешивания с ферментационной доливной средой и культивирования в следующем цикле; культуральная жидкость перед отделением биомассы содержит 120 г/л D-L соли молочной кислоты, средняя скорость образования молочной кислоты - 60 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 1,8 л и 216 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[69]

За 20 циклов съем культуральной жидкости составляет 36 л и 4320 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[70]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 13,4 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 22,6 л раствора лактата натрия с концентрацией лактата натрия 152,9 г/л. Из лактата нватрия известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[71]

Пример №4.

[72]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 10,8 л посевной среды следующего состава, г/л:

[73]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[74]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[75]

Накопительный ферментер объемом 5 л с 2,75 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 0,45 л ферментолизат крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, 0,8 л посевного материала из колб и культивируют в течение 24 часов.

[76]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[77]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы120,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)35,0
(NH4)2SO40,8
KH2PO40,6
MgSO40,4
MnSO40,4
Аммоний лимоннокислый4,0
Натрий уксуснокислый1,5
вода водопроводнаяостальное

[78]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 20% раствором гидроксида натрия, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[79]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 2700, супернатант с концентрацией натрия молочнокислого 106 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[80]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы20,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[81]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[82]

Объем ферментационной доливной среды составляет 0,6 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 0,75 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 1 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором гидроксида натрия (40%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 85 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды-ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 75 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 2,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 3 часа ферментации культуральную жидкость сливают полностью, отделяют биомассу в центробежном поле при факторе разделения 3000, биомассу направляют для смешивания с ферментационной доливной средой и культивирования в следующем цикле; культуральная жидкость перед отделением биомассы содержит 183 г/л D-L соли молочной кислоты, средняя скорость образования молочной кислоты - 61 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 0,9 л и 164,7 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[83]

За 10 циклов съем культуральной жидкости составляет 9 л и 1647,0 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[84]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 4,25 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 4,75 л раствора лактата натрия с концентрацией лактата натрия 277,3 г/л. Из лактата натрия известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[85]

Пример №5.

[86]

Культуру Lactobacillus delbrueckii В-3964 БП-28 с агаризованной среды переносим в 3,2 л посевной среды следующего состава, г/л:

[87]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе,
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[88]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 40°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[89]

Накопительный ферментер объемом 20 л с 11,0 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 40°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 1,8 л ферментолизат крахмала, 3,2 л посевного материала из колб и культивируют в течение 12 часов.

[90]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[91]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы40,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[92]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 40°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[93]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 3000, супернатант с концентрацией соли молочной кислоты 35 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[94]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт8,5
(NH4)2SO44.0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[95]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[96]

Объем ферментационной доливной среды составляет 1,2 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 1,5 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 2 л при температуре 40°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 78 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 25 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 1,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 2 часа ферментации культуральная жидкость содержит 132 г/л соли D-молочной кислоты (указанный штамм образует преимущественно D-молочную кислоту, количество которой составляет не менее 85% от общего количества молочной кислоты), средняя скорость образования молочной кислоты - 66 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 1,8 л и 237,6 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[97]

За 20 циклов съем культуральной жидкости составляет 36 л и 4752 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[98]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 15,6 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 20,4 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 186,4 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[99]

Пример №6.

[100]

Культуру Lactobacillus plantarum В5002 337D с агаризованной среды переносим в 0,8 л посевной среды следующего состава, г/л:

[101]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы 15,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[102]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 37°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[103]

Накопительный ферментер объемом 5 л с 2,75 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 37°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 0,9 л ферментолизат крахмала, 0,8 л посевного материала из колб и культивируют в течение 24 часов.

[104]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[105]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы120,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)35,0
(NH4)2SO40,8
KH2PO40,6
MgSO40,4
MnSO40,4
Аммоний лимоннокислый4,0
Натрий уксуснокислый1,5
вода водопроводнаяостальное

[106]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 37°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[107]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 2700, супернатант с концентрацией аммония молочнокислого 115 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[108]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы20,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка (50% СВ)25,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[109]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[110]

Объем ферментационной доливной среды составляет 0,6 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 0,75 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 1 л при температуре 37°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 63 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 75 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 2,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 3 часа ферментации культуральная жидкость содержит 155 г/л соли D-молочной кислоты (данный штамм образует преимущественно D-молочную кислоту с содержанием ее не менее 90% от общего количества молочной кислоты), средняя скорость образования молочной кислоты - 52 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 0,9 л и 139,5 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[111]

За 10 циклов съем культуральной жидкости составляет 9 л и 1395 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[112]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 3,15 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 5,85 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 190,8 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[113]

Пример №7.

[114]

Культуру Lactococcus lactis subsp. В4856-LMO230 rif.r с агаризованной среды переносим в 3,2 л посевной среды следующего состава, г/л:

[115]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации7,3-7,4

[116]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[117]

Накопительный ферментер объемом 20 л с 11,0 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 7,1, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 1,8 л ферментолизат крахмала, 3,2 л посевного материала из колб и культивируют в течение 12 часов.

[118]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[119]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы40,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[120]

В процессе культивирования поддерживается pH 7,1 20% раствором гидроксида натрия, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[121]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 3000, супернатант с концентрацией соли молочной кислоты 37 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[122]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт15,0
(NH4)2SO44.0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[123]

Дополнительная питательная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[124]

Объем ферментационной доливной среды составляет 1,2 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 1,5 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 2 л при температуре 30°C, pH 7,1 поддерживают концентрированным раствором гидроксида натрия (40%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 80 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды-ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 25 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 1,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 2 часа ферментации культуральная жидкость содержит 135 г/л соли L-молочной кислоты (культура вырабатывает преимущественно L-молочную кислоту с содержанием 95% L-молочной кислоты от общего количества молочной кислоты), средняя скорость образования молочной кислоты - 67,5 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 1,8 л и 243 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[125]

За 20 циклов съем культуральной жидкости составляет 36 л и 4860 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[126]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 16,0 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 20,0 л раствора лактата натрия с концентрацией лактата натрия 194,4 г/л. Из лактата натрия известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[127]

Пример №8.

[128]

Культуру Streptococcus thermophilus В2241-12kc с агаризованной среды переносим в 0,8 л посевной среды следующего состава, г/л:

[129]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка15,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации7,3-7,4

[130]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 40°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[131]

Накопительный ферментер объемом 5 л с 2,75 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 40°C, pH 7,1, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 0,45 л ферментолизат крахмала, 0,8 л посевного материала из колб и культивируют в течение 24 часов.

[132]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[133]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы120,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка25,0
(NH4)2SO40,8
KH2PO40,6
MgSO40,4
MnSO40,4
Аммоний лимоннокислый4,0
Натрий уксуснокислый1,5
вода водопроводнаяостальное

[134]

В процессе культивирования поддерживается pH 7,1 20% раствором гидроксида натрия, температура культивирования 40°C, число оборотов мешалки 700 об/мин.

[135]

По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 2700, супернатант с концентрацией натрия молочнокислого 112 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[136]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы20,0 по глюкозе
ферментолизат зернового белка15,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[137]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[138]

Объем ферментационной доливной среды составляет 0,6 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 0,75 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 1 л при температуре 40°C, pH 7,1 поддерживают концентрированным раствором гидроксида натрия (40%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 95 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды-ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкоз, с постоянной скоростью 75 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 2,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 3 часа ферментации культуральная жидкость содержит 191 г/л соли L-молочной кислоты (культура вырабатывает преимущественно L-молочную кислоту с содержанием 90% L-молочной кислоты от общего количества молочной кислоты), средняя скорость образования молочной кислоты - 63,7 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 0,9 л и 171,9 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[139]

За 10 циклов съем культуральной жидкости составляет 9 л и 1719 г натрия молочнокислого (по молочной кислоте).

[140]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 4,75 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 4,25 л раствора лактата натрия с концентрацией лактата натрия 311,8 г/л. Из лактата натрия известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[141]

По пункту 2.

[142]

Пример №1.

[143]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 3,2 л посевной среды следующего состава, г/л:

[144]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводная -остальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[145]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[146]

Накопительный ферментер объемом 20 л с 11,0 л ферментационной накопительной среды без углеводной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5ати с выдержкой 30 мин 1,8 л ферментолизат крахмала, 3,2 л посевного материала из колб и культивируют в течение 12 часов.

[147]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[148]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы40,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное

[149]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин. По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 3000, супернатант с концентрацией соли молочной кислоты 38 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[150]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы80,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт25,0
(NH4)2SO44.0
KH2PO41,5
MgSO41,0
MnSO41,0
Аммоний лимоннокислый3,0
Натрий уксуснокислый1,0
вода водопроводнаяостальное

[151]

Дополнительная питательная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[152]

Объем ферментационной доливной среды составляет 1,2 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 1,5 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 2 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 67 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 25 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%).

[153]

За полчаса до окончания (через 1,5 часа) цикла прекращают подачу ферментационной дополнительной среды. Через 2 часа ферментации культуральная жидкость содержит 120 г/л соли D-L молочной кислоты, средняя скорость образования молочной кислоты - 60 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 1,8 л и 216 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[154]

За 20 циклов съем культуральной жидкости составляет 36 л и 4320 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[155]

После двадцатого цикла влажную биомассу продуцента смешивают со стерильной водопроводной водой в соотношении 1:1, затем центрифугируют при факторе разделения 3000 в асептических условиях. Полученный фугат в количестве 300 мл с концентрацией молочной кислоты 55 г/л объединяют с фугатом культуральной жидкости.

[156]

Съем культуральной жидкости за двадцать первый цикл составляет 2,21 л и 232 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[157]

Осуществляют аналогично 130 циклов ферментации. Суммарный съем за 150 циклов составляет 323,3 л и 34,48 кг аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[158]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 120,3 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 203,0 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 169,8 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

[159]

Пример №2.

[160]

Культуру Lactobacillus plantarum В 1615 3П с агаризованной среды переносим в 0,8 л посевной среды следующего состава, г/л:

[161]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы15,0 по глюкозе,
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,2
KH2PO40,15
MgSO40,1
MnSO40,1
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводнаяостальное
pH до стерилизации6,8-7,1

[162]

Посевную среду с культурой разливают в асептических условиях в колбы вместимостью 250 мл по 50 мл и культивируют на качалке при температуре 30°C и числе оборотов качалки 300 об/мин в течение 24 часов.

[163]

Накопительный ферментер объемом 5 л с 2,75 л ферментационной накопительной среды без углеродной части среды стерилизуют в автоклаве при 0,8 ати в течение 1,5 часа, затем устанавливают на стойке, подключают к системам регулирования и выводят на режим: температура 30°C, pH 6,5, число оборотов мешалки 700 об/мин. Асептически вносят предварительно простерилизованный при 0,5 ати с выдержкой 30 мин 0,9 л ферментолизат крахмала, 0,8 л посевного материала из колб и культивируют в течение 24 часов.

[164]

Состав ферментационной накопительной среды для накопительного ферментера, г/л:

[165]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы120,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,8
KH2PO40,6
MgSO40,4
MnSO40,4
Аммоний лимоннокислый4,0
Натрий уксуснокислый1,5
вода водопроводнаяостальное

[166]

В процессе культивирования поддерживается pH 6,5 12,0%-ной аммиачной водой, температура культивирования 30°C, число оборотов мешалки 700 об/мин. По окончании накопительной стадии культуральную жидкость в асептических условиях центрифугируют при факторе разделения 2700, супернатант с концентрацией аммония молочнокислого 110 г/л (в пересчете на молочную кислоту) направляют на дальнейшую переработку, а влажную биомассу ресуспендируют в ферментационной доливной среде следующего состава, г/л:

[167]

ферментолизат крахмалсодержащего сырья,
гидролизованный до глюкозы20,0 по глюкозе
дрожжевой экстракт35,0
(NH4)2SO40,4
KH2PO40,3
MgSO40,2
MnSO40,2
Аммоний лимоннокислый2,0
Натрий уксуснокислый0,5
вода водопроводная -остальное

[168]

Ферментационная дополнительная среда - ферментолизат крахмала, полностью гидролизованный до глюкозы, с содержанием РВ по глюкозе 52%.

[169]

Объем ферментационной доливной среды составляет 0,6 л, объем ферментационной доливной среды с биомассой составляет 0,75 л. Циклический процесс ведут в основном ферментере вместимостью 1 л при температуре 30°C, pH 6,5 поддерживают концентрированным раствором аммиака (25%), и скорости перемешивания 700 об/мин. Начальная концентрация биомассы - 85 г/л (СБ). Через 5 мин после вывода аппарата на режим включают подачу ферментационной дополнительной среды - ферментолизата крахмала, гидролизованного полностью до глюкозы, с постоянной скоростью 75 мл/час (концентрация глюкозы в ферментолизате крахмала - 52%). За полчаса до окончания (через 2,5 часа) цикла прекращают подачу подпитки. Через 3 часа ферментации культуральная жидкость содержит 150 г/л соли D-L молочной кислоты, средняя скорость образования молочной кислоты - 60 г/л*час. Съем культуральной жидкости за 1 цикл составляет 0,9 л и 135 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[170]

За 10 циклов съем культуральной жидкости составляет 9 л и 1350 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[171]

После десятого цикла влажную биомассу продуцента смешивают со стерильной водопроводной водой в соотношении 1:1, затем центрифугируют при факторе разделения 2700 в асептических условиях. Полученный фугат в количестве 150 мл с концентрацией молочной кислоты 65 г/л объединяют с фугатом культуральной жидкости. Съем культуральной жидкости за одиннадцатый цикл составляет 1,05 л и 144,7 г аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[172]

Осуществляют аналогично 40 циклов ферментации. Суммарный съем за 50 циклов составляет 51 л и 7,14 кг аммония молочнокислого (по молочной кислоте).

[173]

Далее от культуральной жидкости в центробежном поле при факторе разделения 3000 отделяют биомассу молочнокислых бактерий и получают 24,1 кг влажной биомассы молочнокислых микроорганизмов с содержанием сухих веществ 18% и 27,0 л раствора лактата аммония с концентрацией лактата аммония 211,6 г/л. Из лактата аммония известным способом, например ионообменом, выделяют молочную кислоту.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты