Спосіб отримання молочної кислоти

1. Спосіб отримання молочної кислоти шляхом зброджування цукровмісної сировини молочнокислими бактеріями з періодичною нейтралізацією синтезованої кислоти карбонатом кальцію і наступним її виділенням, який відрізняється тим, Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до біотехнології отримання органічних кислот. Відомі способи де сировиною для отримання молочної кислоти біохімічним способом являється рафінадна патока, бурякова меласа, цукор-сирець [ТИ 18-8-1-83. Технологическая инструкция по производству пищевой молочной кислоты, 1983]. Найбільш близьким до заявляемого являється спосіб отримання молочної кислоти передбачуючий зброджування молочнокислими бактеріями Laktobacillus delbriikii при температурі 48-50°С сахаровмісної сировини, що складається з суміші бурякової мел аси, рафінадної патоки, цукру-сирцю, з-* додаванням комплексних препаратів літичної дії, періодичну нейтралізацію утвореної кислоти карбонатом кальцію і послідуюче її виділення [Патент СРСР №1113409А, КЛ.С12Р7/56; C12R1/225, 1984]. Однак за способом-прототипом неможливо досягти технічного результату заявляемого способу, що складається в збільшенні виходу молочної кислоти за рахунок збільшення доступності субстрату бродіння. В основу винаходу поставлена задача в способі отримання молочної кислоти з вуглеводовмісної сировини шляхом збільшення доступності субстрату для молочнокислих бактерій досягти технічного результату, що полягає у збільшенні виходу молочної кислоти і поліпшенні її якості. Поставлена задача вирішується шляхом використання в якості субстрату побічних продуктів що як цукровмісну сировину застосовують зернові мучки, піддані ферментативному гідролізу амілолітичними ферментами, як продуцент молочної кислоти використовують бактерії штаму Lactobacillus acidophilus 317/402, а в живильне середовище додають мінеральні солі • сульфат марганцю, цитрат амонію та гідрофосфат калію. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як амілолітичний фермент використовують препарат амілосубтилін. 3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як амілолітичним фермент використовують ячмінний солод. переробки зерна - мучок (пшеничної, вівсяної, ячмінної), підданих ферментативному гідролізу, додаванням в зброджуваний розчин мінеральних солей (сульфату марганцю, цитрату амонію, гідрофосфату калію) та використанням в якості продуцента молочної кислоти штаму Laktobacillus acidophilus 317/402. Штам не спеціалізований на бродінні глюкози, може зброджувати мальтозу, декстрини і навіть крохмаль до молочної кислоти. Суть способу полягає в тому, що полісахариди крохмалю, що містяться в значних кількостях в мучках, в результаті ферментативного гідролізу перетворюються в низькомолекулярні сахара, які легше засвоюються МОЛОЧНОКИСЛИМИ бактеріями. Застосування для ферментативного гідролізу му. чок ячмінного солоду збагачує живильне середовище біологічно активними речовинами - вітамінами групи В, мікроелементами, амінокислотами, необхідними для життєдіяльності молочнокислих бактерій і біосинтезу молочної' кислоти ними. Мінеральні солі, що додаються, є джерелами живлення бактерій, є активаторами ферментної системи бактерій, створюють буферність середовища, захищають клітини від автолізу. Використання для бродіння молочнокислих бактерій Laktobacillus • acidophilus 317/402 забезпечує отримання оптично недіяльної молочної кислоти, яка на відміну від Дформи не здійснює негативного впливу на організм людини. Таким чином, суттєвими ознаками винаходу є застосування в якості сировини зернових мучок, застосування для ферментативного гід 00 Ю CO 0> 35418 ролізу «амілосубтиліну та ячмінного солоду, додавання в живильне середовище мінеральних солей і використання штаму молочнокислих бактерій Laktobacillus acidophilus 317/402. Наявність лричинно-наслідкового зв'язку між використанням в якості сировини підданих ферментативному гідролізу мучок, додаванням в зброджуваний розчин мінеральних солей: сульфату марганцю, цитрату амонію, гідрофосфату калію та використанням в якості продуцента молочної кислоти штаму Laktobacillus acidophilus 317/402 і високим виходом якісної молочної кислоти була підтверджена слідуючим експериментом. В суспензію зернової мучки концентрацією 25-30% додають розчин кальційованої соди для доведення рН до 6,3...6,5. Після підігріву суспензії до 65°С додають розчин амілосубтиліну з розрахунку 1,0-2,0 од. активності на 1 г крохмалю і проводиться гідроліз на протязі 60 хв до отримання концентрації редукуючих речовин 10%. Процес припиняється шляхом кип'ятіння на протязі 10 хвилин. Отриманийгідролізат центрифугують, далі використовують рідку фракцію, куди добавляють мінеральні солі: сульфат марганцю - 0,005%, цитрат амонію - 0,3 . . . 1 % , гідрофосфат калію - 0,3... 1%, охолоджують до 40°С, добавляють культуру молочнокислих бактерій в кількості 10 - 25% і ведуть процес бродіння при температурі 40°С. Молочну кислоту, яка утворюється в розчині, що зброджується, періодично нейтралізують карбонатом кальцію Для ферментативного гідролізу можна використовувати солод ячмінний. При цьому процес ведеться в два етапи. Після підігріву суспензії до 65°С добавляють розчин солоду (5-10% до маси мучки) і проводять розрідження на протязі 20 - ЗО хв. Потім температура підвищується до 100°С і витримується 5 - 8 хв. до повної клейстеризації крохмалю. Другу порцію солода (15 - 20% до маси мучки) вносять в охолоджену до 80° гідролізат-масу. Реакція триває 60 хв. В таблиці приведені дані, ілюструючі ефективність заявляемого способу. Залежність виходу молочної кислоти від способу отримання. , Таким чином, гідролізати зернових мучок можна використовувати в якості джерела вуглеводів для виробництва оптично недіяльної молочної кислоти. Приклади конкретного виконання способу. Спосіб отримання Сировина Фермент За прототипом Солод Пшенична мучка Приклад 1. 3 В конічну колбу ємкістю 2 дм вміщують 250 3 г пшеничної мучки, додають 0,750 дм води, нагрівають до 65...70°С, вносять 15 г солода, розве3 деного в 0,1 дм води, витримують ЗО хв, додають 3 47,5 г солода, розведеного в 0,15 дм води, витримують 60 хв при перемішуванні, інактивують фермент кип'ятінням. Відділяють фільтрат від нерозчинного осаду центрифугуванням при 1500 об./хв 800 мл отриманого фільтрату (вміст редукуючих речовин-10%) нагрівають до 40±2°С, додають мінеральні солі: сульфат марганцю-0,03 г, цитрат амонію-3 г, гідрофосфат калію-3 г, додають 80 мл однодобової культури молочнокислих бактерій і доводять рН до 5,5. Молочну кислоту, що утворюється в процесі бродіння, переводять в лактат, додаючи карбонат кальцію. Вихід молочної кислоти складає 84%. Приклад 2. В конічну колбу ємкістю 2 дм 3 , вміщують 250 г пшеничної мучки, додають 1 дм води, нагрівають до 60-70°С, вносять 0,22 г амілосубтиліну (3000 од активності), витримують 60 хв на водяній бані при постійному перемішуванні, інактивують фермент кип'ятінням 15 хв. Відділяють фільтрат центрифугуванням при 1500 об/хв. До 1,0 дм отриманого фільтрату (вміст редукуючих речовин -4,5) добавляють солі, приведені в прикладі 1, нагрівають до 40°С, вносять 100 мл однодобової культури молочнокислих бактерій. В процесі бродіння підтримують концентрацію сахарів на початковому рівні шляхом додавання концентрованого гідролізату, приготовленого за прикладом 1. Вихід молочної кислоти складає 85%. Приклад 3. Замість пшеничної мучки використовують вівсяну. Все інше проводять аналогічно прикладу 2. Вихід складає 85,5%. Приклад 4. Замість пшеничної мучки використовують ячмінну. Все інше проводять аналогічно прикладу 2. Вихід складає 86%. Приклад 5. Замість пшеничної мучки використовують ячмінну. Все інше проводять аналогічно прикладу 1. Вихід складає 85,5%. Приклад 6. Замість пшеничної мучки використовують вівсяну. Все інше проводять аналогічно прикладу 1. Вихід складає 85%. Форма мол. кислоти Вихід мол. кислоти,% Збільшення виходу мол. кислоти.% Д 73.3 84,0 9,7 85,0 11,7 Пшенична мучка Амілосубтилін flL flL пі 85,5 12,2 ДІДІ. 86,0 85,5 12,7 12,2 85.0 11.7 Вівсяна мучка Амілосубтилін Ячмінна мучка Ячмінна мучка Амілосубтилін Солод Вівсяна мучка Солод 35418 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3