BE488742A

BE488742A -

Info

Publication number: BE488742A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procède de préparation de sels des acides   2-céto-hexoniques   par fermentation. 



   Il est connu que, pour la préparation biologique des acides 2-céto-d-gluconiques et de leurs sels à partir de d- glucose, éventuellement à partir d'acide d-gluconique, les microorganismes suivants peuvent être utilisés : Bacterium 
 EMI1.1 
 gluconiu-m/Bernhauer, GOrlich, Biol. Z. 280, 367/1935  Aceto- bacter suboxydans/Bernhauer, Knobloch, Biol.Z. 3033o8/194o5 'Pseudomonas fluorescens/Cnobloch,Tietze, Biol.Z.30,399/191, et ensuite la bactérie utilisée par Stubbs et Ward non dénom-   mée/Stubbs,   Lockwood, Roe,   Tobenkin,Ward,     Ind.Eng.Chem.32,1626   
 EMI1.2 
 1g40 . 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La bactérie Pseudomonas fluorescens forme,dans une culture sous aération en 24 heures avec une solution à   5-15%'   de d-gluconate de calcium par oxydation biochimique,du   2-céto-     d-gluconate'de   calcium avec un rendement de   75-85%   et la bac- térie utilisée par Stubbs et   ',lard   produit,dans le même .-temps avec une solution à 10% de glucose en présence de carbonate de calcium, le même produit avec un rendement de 82% de la théorie.

   Dans la série des autres acides, hexoniques, on - peut oxyder l'acide 1-idonique avec la bactérie Pseudomonas mildenbergii en acide   2-céto-1-idonique(Brevet   U.S.A.2.421.611 
L'objet de la présente invention consiste en l'emploi de la bactérie découverte par nous, Cyanococcus chromospirans, pour l'oxydation biochimique d'acides hexoniques en acides 2-céto-hexoniques. L'acide est soumis à la réaction sous la forme de ses sels solubles, par exemple sels de calcium ou de potassium ; la réaction suit le processus suivant : CH2OH (CHOH)3CHOHCOOK + 0 = CH2OH (CHOH)3CO.COOK+ H2O. 



  La bactérie nouvellement découverte, qui fut isolée de l'air, forme des coques ou diplocoques de la grosseur de   0,1-0,2,   qui sont immobiles, sans cils et Gram-négatifs, et se distin- gue par la formation de différents colorants, comme la pseudo- pyocyanine, la bactérioflaorescéine, des substances collagènes à odeur caractéristique et par une forte action oxydante spé- cifique sur des substratum appropriés.

   Avec cette bactérie, on a réussi à transformer des solutions à   5-20%'   de d-gluconate de calcium par procédé avec aération en l'espace de   24-30   heu- res presque quantitativement en   2-céto-d-gluconate.   On peut alors retirer des solutions de fermentation du 2-céto-glucona- te de calcium avec un rendement de   90-95%   de la théorie, à partir duquel,par recritallisation dans l'eau à 40-50 C, on isole un produit pur avec un rendement d'environ 80% de la théorie. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   De même, on peut oxyder des solutions à 5-10% de d- gluconate de potassium en 2-céto-gluconate, de préférence, dans des cultures aérées ou également agitées, éventuelle- ment secouées. 



   Ensuite, par action de cette   bactéricides   solutions à   2-10%   de 1-idonate de calcium en cultures stables ou aérées sont oxydées en   2-céto-l-idonate   de calcium avec un très bon rendement. On obtient   70-80%   de la théorie en produit pur avec des solutions entièrement fermentées. 



  Egalement des mélanges des substances de base considérées en solution à   2-10%   se lassent facilement transformer en acides 2-céto-hexoniques correspondants ; pour cela, une fermentation suffisante dure 4-14 jours et est conduite soit sans aération artificielle ou mieux avec aération sous addition des sels nutritifs habituels, d'un extrait de levu- re et de glucose à une température de 28-30 C.

   Les avanta- ges du nouveau procédé pour la préparation de sels des aci- des 2-céto-hexoniques par fermentation avec la bactérie Cyanococcus chromospirans par rapport aux autres procédés de fermentation consistent en ce qu'il est possible, tout d'abord, d'utiliser une solution plus concentrée jusqu'à 20% de substratum, ensuite en ce que l'on peut utiliser comme matières de départ de la réaction différents sels d'acides hexoniques, comme les sels de Ce, K,   Na,   NH4, et enfin, en ce que le temps nécessaire à la fermentation est beaucoup plus court. 
 EMI3.1 
 



  ¯E!¯:êEE1!s!2¯- 1.- 500 g. de d-gluconate de calcium cristallisé, 313 cc d'extrait de levure à 2%, 25 g. de glucose, 10 g. de (NH4)2 
 EMI3.2 
 IiPO, 1,25 g MgSO.7 H,01 5 g. KH2P04 sont dissous dans 5 litres d'eau en une solution d'environ 10% avec une addition de 5g. de borax. La solution est stérilisée par ébullition 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 après refroidissement, elle est ensemencée avec 400 cc de culture de bactérie Cyanococcus chromospirans vieille de 3-4 jours et nourrie sur du d-gluconate de calcium et de l'extrait de levure et est mise en fermentation sous agitatior   énergiqueet   aération avec de l'air stérile à raison de   1,6   litre par minute. La température nécessaire à la fermentation atteint 28-30  C, le temps de fermentation   24-26   heures.

   Dès que la fermentation maxima est atteinte, on filtre la masse fermetée avec une addition de 10 g. d'acétate de plomb et on concentre le filtrat dans le vide à 40-50  C. Par addi- tion de méthanol   anhydre,environ   450 g. de 2-céto-d-glucona- te de calcium brut cristallisent de la solution (c'est à dire environ 90% de la théorie), lequel après recristallisation dans l'eau à   40-500   C, donne   400     g .   de 2-céto-d-gluconate de calcium pur   (CH20H(CHOH)3   COCOO)2 Ca.3H2O, ce qui re- présente un rendement de 80% de la théorie. 



  2. - De la même façon, une solution à 15% de d-gluconate de calcium   (CHOH   (CHOH)4COO)2.Ca.2 H2O, c'est   à   dire 750 g. de la substance dans 5 litres d'eau se laissent fermenter avec introduction des mêmes additions comme dans l'exemple 1. 



  La fermentation dure   25   heures; le rendement en 2-céto-d- gluconate de calcium pur recristallisé atteint   78-80%' de   la théorie. 



  3. - 300 g. de d-gluconate de potassium sont dissous dans 6 litres d'extrait de levure à sous addition des mêmes   quan-   tités de sels, comme dans l'exemple 1, et on laisse fermenter suffisamment la solution à environ   5%   avec 200 cc de culture de Cyanococcus chromospirans sous. forte aération à 28-30 C. 



  Les conditions de fermentation sont observées comme dans l'exemple 1. Le maximum de fermentation est atteint après )+-5 jours. La masse réactionnelle est alors filtrée pour la séparation des bactéries sous addition de substances   appro--'   priées et le filtrat est concentré dans le vide jusqu'à cris- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 tallisation. Le 2-céto-d-glaconate de potassium brut ainsi obtenu est recristallisé dans l'eau à 40-50 C. Le rendement en 2-céto-d-gluconate de calcium pur CH2OH(CHOH)3COCOOK atteint 210 g. c'est à dire 70% de la théorie. Le point de fusion du produit pur est de   151-152 C.   



  4.- 50 g. de 1-idonate de calcium sont dissous dans 1 litre d'extrait de levure à 2% sous addition de 2 g (NH4)2HPO4, 1 g. KH2PO4,   0,25   g. MgSO4.7H2O, la solution à environ 5% est stérilisée et ensemencée avec 50 cc d'une culture de bactérie de Cyanococcus chromospirans précultivée sur le même milieu.   Après   repos de   10-14   jours à   28-30    C, le maxi- mum de fermentation est atteint. Après filtration des bac- téries avec des additions appropriées, on clarifie le fil- trat avec du charbon actif et on le concentre dans le vide à 30-40  C. en un sirop, qui est mélangé avec 1 litre de méthanol. Il se produit un précipité de 45 g. de   2-céto-l-   idonate de calcium brut;, lequel donne 40 g. de produit pur, c'est à dire 80% de la théorie. 



  5.- 500 g. de   1-idonate   de calcium, 10 g. (NH4)2HPO4, 5 g. 



  KH2PO4,   1925   g.g. MgSO4.7H2O sont dissous dans 5 litres d'ex troit de levure 2,5%, ce qui donne une solution de   subs-   tance de base à   10%\et   ensemencés avec 400 cc d'une culture de   Cyanooccus   chromospirans   précultivé   3-5 jours sur le même milieu. La solution de fermentation est aérée par passage de   1,5   litres d'air stérile par minute, en même temps agitée mécaniquement et maintenue à une température de 28-30  C. 



  De cette façon, on réduit la durée de fermentation à 6-8 jours. La solution de fermentation est traitée de la même façon que dans l'exemple 4, et on obtient ainsi le produit par en une quantité égale aux 78% de la théorie. 



    @   

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 6.- Un mélange de 59 ,g de d-gluconate de calcium, 2.5'0 g de   1-idonate   de calcium, 200 cc d'extrait de malt de seigle (avec   50   g. de substance sèche), 50 g. de glucose, 20 g (NH4)2 
 EMI6.2 
 HP0Lh, 10 g. e TH9 ? 9 5 g. o vg0 o7T.0 est amené 5. 10 litres avec de l'eau (soit une solution   à  55 des substances de   base) .   



  La solution est   stérilisée   et ensemencée avec 500 cc de cul- ture de Cyanococcus chromospirans, qui fut précultivée dans le même milieu. La solution de fermentation est aérée par passage d'air stérile et en même temps agitée. La fermenta- tion se fait à 30 C et dure 8-10 jours. La solution après fer- mentation est traitée de la manière connue et le rendement en produit pur, c'est à dire en mélange de 2-céto-d-gluconate de calcium et de   2-céto-l-idonate   de calcium, atteint   80%'   de la théorie. 



  7. - De même, on traite une solution à   10%   des constituants de   base .   250 g. de d-gluconate de calcium et 250 g. de 1-ido- nate de calcium sont dissous dans 5 litres d'extrait de levure 
 EMI6.3 
 à. 2. 57b' sous addition de 50 g. de glucose, 20 g . (NH4) 2HPOL:-' 5 g KHPO, 19 g. iâg4.0.7IT0 et ensemencés avec zoo cc de culture de la bactérie signalée ci-dessus, nourrie de la même façon. On laisse fermenter la solution sous   agitation r.   une température de 30  C pendant 12-14 jours. Le rendement en produit pur atteint   78   de la   théorie .  Les deux acides cé- toniques présents dans le mélange se laissent réparer par cristallisation fractionnée de leurs esters méthyliques d'une solution dans le méthanol.

Claims

REVENDICATION. EMI6.4

¯¯¯o..A¯o¯-,¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Procédé de préparation de sels des acides 2-céto- he.xpniques par fermentation, caractérisé en ce que l'on fait fermenter entièrement des solutions à 2-20% d'un sel d'acide hexonique sous addition de glucose, d'extrait de levure et des sels nutritifs habituels, avantageusement sous aération <Desc/Clms Page number 7> et agitation à une température de l'ordre de 30 C au moyen d'une culture de Cyanococcus chromospirans, après quoi la masse réactionnelle est filtrée avec des additions appropriées le filtrat libéré des bactéries est concentré dans le vide et le produit brut est purifié ensuite de façon connue.