CS233867B1 - A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid - Google Patents

A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid Download PDF

Info

Publication number
CS233867B1
CS233867B1 CS316483A CS316483A CS233867B1 CS 233867 B1 CS233867 B1 CS 233867B1 CS 316483 A CS316483 A CS 316483A CS 316483 A CS316483 A CS 316483A CS 233867 B1 CS233867 B1 CS 233867B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
glucose
oxidation
mycelium
gluconic acid
enzyme
Prior art date
Application number
CS316483A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Miroslav Marek
Jiri Jary
Miloslava Potacova
Jiri Zajicek
Vladimir Krumphanzl
Original Assignee
Miroslav Marek
Jiri Jary
Miloslava Potacova
Jiri Zajicek
Vladimir Krumphanzl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Marek, Jiri Jary, Miloslava Potacova, Jiri Zajicek, Vladimir Krumphanzl filed Critical Miroslav Marek
Priority to CS316483A priority Critical patent/CS233867B1/en
Publication of CS233867B1 publication Critical patent/CS233867B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Vynález se týká způsobu oxidace D-glukosy na D-glukonovou kyselinu pomoci enzymu glukosaoxidasy obsažené v myceliu mikroorganismu kultivovaného při výrobě tohoto enzymu. K oxidaci je s výhodou používáno odstředěné dezintegrované mycelium, tj. odpadní produkt výroby enzymu glukosaoxidasy, která je isolována z odděleného supernatantu. Oxidaci D-glukosy je možno provádět bud přímo ve formě jemné suspense mycelia nebo s výhodou pomocí heterogenního biokatalyzátoru připraveného zabudováním mycelia do přírodního nebe syntetického gelu. Vedle čisté D-glukosy je možno k výrobě D-glukonové kyseliny, resp. jejích solí, použít i glukosového sirupu či invertního cukru. V případě invertního cukru je zvláště v kombinaci s požutím heterogenního biokatalyzátoru možno po oxidaci D-glukosy a isolaci Ď-glukonanu sodného získat potravinářsky velmi cennou D-fruktosu.The invention relates to a method for the oxidation of D-glucose to D-gluconic acid using the enzyme glucose oxidase contained in the mycelium of a microorganism cultivated in the production of this enzyme. Centrifuged disintegrated mycelium, i.e. a waste product of the production of the enzyme glucose oxidase, which is isolated from the separated supernatant, is preferably used for the oxidation. The oxidation of D-glucose can be carried out either directly in the form of a fine suspension of mycelium or preferably using a heterogeneous biocatalyst prepared by embedding mycelium in a natural or synthetic gel. In addition to pure D-glucose, glucose syrup or invert sugar can also be used to produce D-gluconic acid or its salts. In the case of invert sugar, especially in combination with the ingestion of a heterogeneous biocatalyst, it is possible to obtain D-fructose, which is very valuable for food purposes, after the oxidation of D-glucose and the isolation of sodium δ-gluconate.

Description

Vynález se týká způsobu oxidace D-glukosy na D-glukoňovou kyselinu pomocí enzymu glukosaoxidasy.The invention relates to a process for the oxidation of D-glucose to D-gluconic acid by the enzyme glucose oxidase.

D-glukonová kyselina, resp. její soli nalezly široké uplatnění v řadě průmyslových odvětvích /složky barviv, stabilizátory enzymů v biodetergentech, zpomalovače tuhnutí betonu, složky galvanizačních lázní při čištění povrchu hutních výrobků atd./ i ve zdravotnictví /aplikace vápníku ve formě D-glukonanu vápenatého/.D-gluconic acid, respectively. its salts have found wide application in a number of industries (dye components, enzyme stabilizers in biodetergents, concrete setting retarders, galvanizing bath components for surface cleaning of metallurgical products, etc.) and in health care (calcium application in the form of calcium D-gluconate).

Oxidaci D-glukosy, ze které se D-glukonová kyselina vyrábí, je možno realizovat chemicky, elektrolyticky či enzymově. Při chemické oxidaci byla použita řada oxidačních Činidel, především halogenů a jejich kyslíkatých sloučenin /bromu, chlorového vápna ap./. Byla též aplikována oxidace kyslíkem za katalytického účinku platinového nebo palladiového katalyzátoru, V poslední době. se zavádějí mikrobiální a enzymové výrobní postupy, které jsou ve. srovnání s chemickou či elektrolytickou oxidací energeticky, technologicky a hlavně ekonomicky výhodnější.The oxidation of D-glucose from which D-gluconic acid is produced can be accomplished chemically, electrolytically or enzymatically. A number of oxidizing agents have been used in chemical oxidation, in particular halogens and their oxygenated compounds (bromine, chlorine lime etc.). Oxygen oxidation has also been applied under the catalytic action of a platinum or palladium catalyst, most recently. are introduced microbial and enzyme production processes which are in. compared to chemical or electrolytic oxidation more energy, technologically and, most importantly, economically advantageous.

Způsobem podle vynálezu se oxidace D-glukosy provádí dezintegrovaným myceliem mikroorganismu kultivovaného při výrobě enzymu glukosaoxidasy. K oxidaci se s výhodou používá odstředěné dezintegrované mycelium, tj. odpadní produkt výroby enzymu glukosaoxidasy, která je isolována z odděleného supernatantu. V odpadním myceliu zůstává značný podíl glukosaoxidasové i katalasové aktivity využitelné pro uvažovanou aplikaci.According to the method of the invention, the oxidation of D-glucose is carried out by a disintegrated mycelium of a microorganism grown in the production of the enzyme glucose oxidase. Preferably, centrifuged disintegrated mycelium is used for the oxidation, i.e. the waste product of glucose oxidase production, which is isolated from a separate supernatant. In the waste mycelium, a significant proportion of both glucoseoxidase and catalase activity remains usable for the intended application.

Oxidaci D-glukosy dle vynálezu je možno provádět buS přímo jemnou suspensí mycelia. nebo s výhodou pomocí heterogenního biokatalyzátoru připraveného zabudováním mycelia do přírodního nebo synthetického gelu. Podmínky reakce jsou analogické enzymovéThe oxidation of D-glucose according to the invention can be carried out either directly with a fine suspension of mycelium. or preferably using a heterogeneous biocatalyst prepared by incorporating mycelium into a natural or synthetic gel. The reaction conditions are analogous to enzymatic

233 867 katalyse využívající čisté či imobilisované glukosaoxidasy, tj. za normální teploty a tlaku při udržovaném pH s výhodou kolem 6 až 7. Spotřebovaný kyslík, který je z 50 % regenerován činností v reakční směsi přítomné katalasy /rozkládající vznikající je možno doplňovat provzdušňováním pouhým vzduchem.233 867 catalytic utilizing pure or immobilized glucose oxidase, i.e. at normal temperature and pressure at a maintained pH preferably of about 6 to 7. The oxygen consumed, which is 50% regenerated by operation of the catalase / decomposing reaction mixture present, can be supplemented by aeration with plain air .

Vyrobená glukosaoxidasa se přitom může použít v jiných oblastech národního hospodářství, kde je nutná aplikace isolovaného enzymu /především v laboratořích klinické biochemie při selektivním stanovení D-glukosy, při konzervaci potravin a jiných materiálů ap®/.The produced glucose oxidase can be used in other areas of the national economy, where the application of isolated enzyme is necessary (especially in clinical biochemistry laboratories for the selective determination of D-glucose, for the preservation of foodstuffs and other materials, etc.).

Vedle čisté D-glukosy je možno k výrobě D-glukonové kyseliny podle vynálezu použít i glukosového sirupu /amylasami a amyloglukosidasou rozštěpený škrob/ či invertního cukru. V případě invertního cukru je zvláště v kombinaci s použitím heterogenního biokatalysatoru možno po oxidaci D-glukosy a isolaci D-glukonové kyseliny získat potravinářsky velmi cennou D-fruktosu.In addition to pure D-glucose, glucose syrup / amylases and amyloglucosidase-cleaved starch / or invert sugar can also be used to produce the D-gluconic acid of the invention. In the case of invert sugar, in particular, in combination with the use of a heterogeneous biocatalysator, D-fructose, which is of high food value, can be obtained from the foodstuff after D-glucose oxidation and isolation of D-gluconic acid.

Vynález je dokumentován příklady použití.The invention is illustrated by examples of use.

Příklad 1Example 1

Ke 150 1 odpadního mycelia Aspergillus niger /s 10 % vlhkého .nerozpustného podílu/ bylo přidáno 50 kg 60% glukosového sirupu a reakční směs byla při 25 °G míchána otevřenou 6 lopatkovou turbínou s průměrem 1/5 reaktoru při 400 ot/min. Reakční směs byla vzdušněna 80 1 vzduchu/min. s přívodem pod míchadlo. pH reakční směsi bylo udržováno přídavkem 16% hydroxidu sodného na pH 6,0 s celkovou spotřebou 24 1 roztoku během 6 h. Pro odpěňování nebyl používán chemický odpěňovací prostředek, dostačující bylo mechanické odpěňování pomocí jednoduchého míchadla umístěného do pěny. Reakční směs byla zpracována centrifugací, ¥ supernatantu přítomná bílkovina byla denaturována zahřátím na 80 až 90 °G po dobu 0,5 h a vzniklá sraženina byla odfiltrována po přídavku karborafinu. Filtrát byl zahuštěn ke krystalizaci a po přidání methanolu bylo získáno 18 kg D-glukonanu sodného.To 150 L of Aspergillus niger waste mycelium (with a 10% wet insoluble fraction) was added 50 kg of 60% glucose syrup and the reaction mixture was stirred at 25 ° C with an open 6-blade turbine of 1/5 reactor diameter at 400 rpm. The reaction mixture was aerated at 80 L air / min. with inlet under the mixer. The pH of the reaction mixture was maintained by the addition of 16% sodium hydroxide to pH 6.0 with a total consumption of 24 L of solution over 6 hours. No chemical antifoam was used for antifoaming; The reaction mixture was worked up by centrifugation, ¥ the supernatant protein present was denatured by heating to 80-90 ° C for 0.5 h, and the resulting precipitate was filtered off after the addition of carboraffin. The filtrate was concentrated to crystallize, and after addition of methanol, 18 kg of sodium D-gluconate was obtained.

Příklad 2Example 2

K 500 g vlhkého dezintegrovaného mycelia Aspergillus niger /po oddělení supernatantu - meziproduktu výroby enzymu glukosaoxidasy/ ve 2 1 fyziologického roztoku bylo za míchání přidáno 40 g akrylamidu, 2,2 g R,Nz-methylenbisakrylamidu, 25 ml 5% roztoku 5-dimethylaminopropionitrilu a 25 ml 2,5% roztoku persíranu draselného. Po ztuhnutí byl vzniklý gel temperován 50 minut při 57 °C ve vodní lázni a poté byl rozmixován. Získaný imobilisovaný preparát mel glukosaoxidasovou aktivitu 0,5 ukat/g sušiny vytvořeného biokatalyzátoru.To 500 g of wet disintegrated mycelium of Aspergillus niger (after separating the supernatant - intermediate of glucose oxidase production) in 2 L of saline was added 40 g of acrylamide, 2.2 g of R, N from -methylenebisacrylamide, 25 ml of 5% 5-dimethylaminopropionitrile solution. and 25 ml of a 2.5% potassium persulfate solution. After solidification, the resulting gel was tempered for 50 minutes at 57 ° C in a water bath and then blended. The obtained immobilized preparation had a glucoseoxidase activity of 0.5 ukat / g dry matter of the formed biocatalyst.

Získaný biokatalyzátor byl přidán k 2 500 ml 20% D-glukosy. Reakční směs byla intenzívně míchána a vzdušněna přívodem 5 1 vzduchu za minutu. pH reakční směsi bylo udržováno přídavkem 16% roztoku hydroxidu sodného na hodnotě 6,0. Po spotřebování 650 ml louhu byla reakční směs zfiltrována a filtrát byl zahuštěn na vakuové rotační odparce. Po přidání methanolu bylo získáno 550 g L-glukonanu sodného.The obtained biocatalyst was added to 2500 ml of 20% D-glucose. The reaction mixture was stirred vigorously and aerated at 5 L of air per minute. The pH of the reaction mixture was maintained at 6.0 by addition of 16% sodium hydroxide solution. After 650 ml of caustic was consumed, the reaction mixture was filtered and the filtrate was concentrated on a vacuum rotary evaporator. After addition of methanol, 550 g of sodium L-gluconate were obtained.

Příklad 5Example 5

Roztok 0,5 kg vodního skla a 2.1 vody byl okyselen 6 M kyselinou mravenčí na plí 5,9. Po přidání 120 g vlhkého odstředěného dezintegrovaného mycelia Aspergillus niger byla směs míchána 5 h při 25 °G. Vytvořený hydrogel oxidu křemičitého se zabudovaným myceliem byl promyt 5 krát 5 1 vody. Získaný biokatalyzátor vykazoval glukosaoxidasovou aktivitu 0,7 ukat/g sušiny. Získaný biokatalyzátor byl přidán kil invertního cukru získaného hydrolysou 40% roztoku sacharosy. Oxidace přítomné D-glúkosy byla prováděna postupem popsaným v příkladu 2.A solution of 0.5 kg of water glass and 2.1 water was acidified with 6 M formic acid to pH 5.9. After the addition of 120 g of wet centrifuged disintegrated Aspergillus niger mycelium, the mixture was stirred at 25 ° C for 5 h. The formed mycelium silica hydrogel was washed 5 times with 5 L of water. The obtained biocatalyst exhibited a glucoseoxidase activity of 0.7 ukat / g dry matter. The obtained biocatalyst was added a pound of invert sugar obtained by hydrolysis of a 40% sucrose solution. Oxidation of the present D-glucose was carried out as described in Example 2.

Po spotřebování 290 ml 16% hydroxidu sodného byla reakční směs zfiltrována a zahuštěna na přibližně 65% roztok. Po přidání methanolu. a zaočkování bylo krystalizací přes noc při 4 °G získáno. 250 g D-glukonanu sodného. Matečné louhy byly zahuštěny na rotační odparce ve vakuu vodní vývěvy.After consuming 290 mL of 16% sodium hydroxide, the reaction mixture was filtered and concentrated to an approximately 65% solution. After addition of methanol. and seeding was obtained by crystallization overnight at 4 ° C. 250 g of sodium D-gluconate. The mother liquors were concentrated on a rotary evaporator under a water pump vacuum.

Chromátografií /ve spojení s detekcí pomocí průtočného refraktometru/ na skleněné koloně 500 x 55 mm plněné katexem Ostion LG-KS 0806 v sodném cyklu bylo při průtoku 5 ml deionisované vody za minutu a nástřiku na kolonu 24 g směsi látek ve 25 ml vody zís káno celkem 204 g D-fruktosy a 7,6 g zbylého D-glukonanu sodného.Chromatography (in conjunction with flow-through refractometer detection) on a 500 x 55 mm glass column packed with Ostion LG-KS 0806 in the sodium cycle at a flow rate of 5 ml deionized water per minute and 24 g of compound mixture in 25 ml water was fed onto the column. a total of 204 g of D-fructose and 7.6 g of the remaining sodium D-gluconate.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob enzymatické oxidace D-glukosy na D-glukonovou kyselinu glukosooxidásou, vyznačující se tím, že se oxidace provádí dezintegrovaným myceliem mikroorganismu kultivovaného při výrobě glukosooxidásy.A method of enzymatic oxidation of D-glucose to D-gluconic acid by a glucose oxidase, characterized in that the oxidation is carried out by a disintegrated mycelium of a microorganism cultivated in the production of glucose oxidase. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se oxidace provede sedimentem dezintegrovaného mycelia po oddělení superjnatantu sloužícího k isolaci enzymu glukosaoxidasy.2. The process of claim 1, wherein the oxidation is carried out by sedimenting the disintegrated mycelium after separation of the supernatate used to isolate the enzyme glucose oxidase. 3. Způsob podle bodu 1; vyznačující se tím, že se oxidace provede dezintegrovaným myceliem, případně jeho sedimentem, zabudovaným do přírodního či synthetického gelu.3. The method of item 1; characterized in that the oxidation is carried out by a disintegrated mycelium or a sediment thereof incorporated into a natural or synthetic gel.
CS316483A 1983-05-04 1983-05-04 A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid CS233867B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS316483A CS233867B1 (en) 1983-05-04 1983-05-04 A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS316483A CS233867B1 (en) 1983-05-04 1983-05-04 A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS233867B1 true CS233867B1 (en) 1985-03-14

Family

ID=5370941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS316483A CS233867B1 (en) 1983-05-04 1983-05-04 A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS233867B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Crueger et al. Glucose transforming enzymes
AU723674B2 (en) Process for producing N-acetyl-D-glucosamine
Huwig et al. Laboratory procedures for producing 2-keto-D-glucose, 2-keto-D-xylose and 5-keto-D-fructose from D-glucose, D-xylose and L-sorbose with immobilized pyranose oxidase of Peniophora gigantea
US4487831A (en) Process for the conversion of cellulose to glucose
US4321324A (en) Process for making glucosone
US4442207A (en) Process for production of glucosone
EP0056038B1 (en) Carbohydrate process
US5334516A (en) Production method of branched fructooligosaccharides
US4132595A (en) Dextrose production with immobilized glucoamylase
FI79557B (en) FOERFARANDE FOER ISOMERISERING AV GLUKOS TILL FRUKTOS.
JPS6013677B2 (en) Enzymatic transfructosylation method of sucrose
US2821501A (en) Recovery of starch
MacAllister Manufacture of high fructose corn syrup using immobilized glucose isomerase
EP0054067B1 (en) Process for making fructose
CS233867B1 (en) A method for oxidizing D-glucose to D-gluconic acid
JP3761236B2 (en) Novel β-glucosidase, production method and use thereof
JP2012005401A (en) Method of producing carboxylic acid and/or carbohydrate carboxylic acid and/or salt thereof belonging to genus pantoea
SU1055770A1 (en) Method for preparing immobilized hemycellulose complex
CA1150655A (en) Process for making glucosone
JPH0253033B2 (en)
KR0130938B1 (en) Preparation process of high concentrated galacto-oligo-saccharide
Holló et al. Biotechnical Problems of Isoglucose Production. Part 4. Production and Characterization of immobilized Glucoamylase
KR930001883B1 (en) Process for high density fructose
KR960003644B1 (en) Preparation process of isomalto-oligosaccharide
CN112961777A (en) Preparation method of microbial enzyme preparation