RO128469A2 - Procedeu de obţinere a unei soluţii apoase de 60% a acidului l-lactic tehnic prin fermentaţia lactică a zerului - Google Patents
Procedeu de obţinere a unei soluţii apoase de 60% a acidului l-lactic tehnic prin fermentaţia lactică a zerului Download PDFInfo
- Publication number
- RO128469A2 RO128469A2 ROA201100973A RO201100973A RO128469A2 RO 128469 A2 RO128469 A2 RO 128469A2 RO A201100973 A ROA201100973 A RO A201100973A RO 201100973 A RO201100973 A RO 201100973A RO 128469 A2 RO128469 A2 RO 128469A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- lactic acid
- fermentation
- solution
- whey
- obtaining
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 21
- 239000005862 Whey Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims description 8
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 title abstract description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims abstract description 40
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 40
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 244000199866 Lactobacillus casei Species 0.000 claims abstract description 8
- 235000013958 Lactobacillus casei Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229940017800 lactobacillus casei Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 239000008101 lactose Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-fluorophenyl)oxane-4-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C1(C(=O)O)CCOCC1 CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000001540 sodium lactate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000011088 sodium lactate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 229940005581 sodium lactate Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 3
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 3
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims 1
- 239000000648 calcium alginate Substances 0.000 abstract description 5
- 235000010410 calcium alginate Nutrition 0.000 abstract description 5
- 229960002681 calcium alginate Drugs 0.000 abstract description 5
- OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L calcium;(2s,3s,4s,5s,6r)-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxy-6-[(2r,3s,4r,5s,6r)-2-carboxylato-4,5,6-trihydroxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Ca+2].O[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)O[C@@H](C([O-])=O)[C@H]1O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O2)C([O-])=O)O)[C@H](C(O)=O)O1 OKHHGHGGPDJQHR-YMOPUZKJSA-L 0.000 abstract description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 abstract 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 5
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 5
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229940001447 lactate Drugs 0.000 description 2
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000199885 Lactobacillus bulgaricus Species 0.000 description 1
- 235000013960 Lactobacillus bulgaricus Nutrition 0.000 description 1
- 241000186673 Lactobacillus delbrueckii Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 1
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009655 industrial fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229940004208 lactobacillus bulgaricus Drugs 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 230000000707 stereoselective effect Effects 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 235000021119 whey protein Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a acidului-lactic tehnic, utilizat în industria alimentară. Procedeul conform invenţiei constă din fermentaţia zerului având un conţinut de 75 g/l lactoză, în prezenţa unei mase bacteriene de, imobilizate în alginat de calciu cu 5% chitosan, la o temperatură de 45...50°C, cu un adaos de 1% extract de drojdie, timp de 24 h, după care biomasa este separată prin decantare, iar mediul de fermentaţie se acidulează cu HCl 1M; în continuare, acidul lactic este izolat prin două extracţii succesive, folosind-butanol, faza organică se amestecă cu hidroxid de sodiu sub agitare, timp de 45 min, iar după 1 h se separă fazele, din care faza apoasă conţinând lactat de sodiu se transformă în acid lactic, prin neutralizare cu o soluţie HCl 1M, iar în final, soluţia se concentrează până la un conţinut de 60% acid lactic.
Description
Invenția se referă la un procedeu de obținere a unei sbîuȚrâpoăSSTîe^O^B· acid L (+) - lactic tehnic, din zer fortificat cu un conținut minim de 75 g/L lactoză, produs secundar în industria de prelucrare a laptelui. Obținerea acidului lactic stereoizomerul L (+) se face cu celule de Lactobacillus casei imobilizate prin includere în alginat de calciu cu chitosan %, în condiții fermentative prin adaos de extract de drojdie 1%. Metoda se bazează pe fermentația lactozei cu Lactobacillus casei, proces enantioselectiv cu formarea izomerului L(+) 90-95 %, folosind o tehnică nouă de izolare, bazată pe extracție cu solvent nemiscibil cu apa și anume nbutanol. Soluția apoasă de acid lactic tehnic L (+) obținută după acest procedeu se poate folosi, fără alte purificări, pentru reacții de polimerizare în scopul sintezei unor biopolimeri.
Acidul lactic L (-), D (+) și racemic pur este un compus chimic foarte valoros, care se folosește ca și aditiv alimentar, acidulant, conservant și are un număr mare de aplicații în industria alimentară, cosmetică, farmaceutică. Acidul lactic are un rol important și în industria chimică, unde este folosit ca și precursor pentru sinteza etil lactatului, propilen glicolului, acidului acrilic și a 2,3-pentadionelor. O valorificare sintetică importantă din ultimii ani este utilizarea acidului lactic atât stereoizomer cât și racem în sinteza polimerilor pe bază de acid lactic. Acidul polilactic și copolimerii acestuia sunt compuși biocompatibili și biodegradabili, cu o largă utilizare în medicină și în industria farmaceutică. Unii compuși sunt utilizați pentru obținerea unor noi tipuri de mase plastice biodegradabili.
Obținerea acidul lactic se bazează pe metode fermentative sau pe metode chimice de sinteză. Metodele fermentative sunt mai avantajoase, fiind mai ieftine și conduc la obținerea acidului lactic prin reacții stereoselective. Sursele de carbon pentru aceste procesele fermentative pot fi glucoza, maltoza, zaharoza, amidonul, celuloza, etc. La nivel industrial prezintă interes produsele secundare a industriilor alimentare, melasa și zerul.
Fermentația lactică a zaharurilor se realizează prin folosirea bacteriilor lactoacide (LAB).
Director ICIAj/U1
T’--- X cs r...
(Krî O 1 1 - O O 9 7 3 - 2 9 -09- 2011
(Descrierea invenției
Propunerea de brevet se referă la un procedeu in care se folosește Lactobacillus casei sub formă imobilizată în alginat de calciu cu adaos de chitosan.
Zerul este un produs secundar considerat în multe cazuri deșeu, obținut în industria de prelucrare a laptelui. în funcție de modul de coagularea laptelui, poate fi zer dulce sau zer acid. Zerul este relativ sărac în grăsimi și conține lactoză 40-50 g/L, proteine 5-10 g/L, lactat 2- 7 g/L, calciu 0,4-1,6, fosfați 1-4,5 g/L și acid lactic 2 g/L. Compoziția zerului influențează posibilitățile de utilizare, procesul de fermentație lactică fiind diferit în funcție de compoziție.
Se cunosc mai multe procedee brevetate de obținere a acidului lactic prin fermentația lactică a hidraților de carbon din cartofi, porumb etc. (Brevete FR. Nr. 2635334, 2674865) și procedeu de obținere a acidului lactic din soia (US Patent 72175450). Un alt procedeu folosește ca și materie primă în fermentație produse secundare din industria alimentară, implicând procese fermentative și de hidroliză (US Patent 6319382). De asemenea, există descrieri pentru obținerea acidului lactic prin transformarea enzimatică a amidonului în glucoză și fermentația acestuia (US Patent 5464760). Ulterior s-a brevetat și un procedeu bazat pe celuloză ca și materie primă prin zaharificare (Tchoderma reesei) și fermentație (Lactobacillus delbrueckii) cu obținerea acidului lactic.
în scopul obținerii unui randament cât mai bun s-au brevetat și procedeuri semi continue sau tehnologii în flux continuu. Brevetul (US Patent 5932455) descrie o metodă formată din două cicluri alternative, una de fermentație și una de reprospectare prin adăugare de nutrienți, iar în ultimii ani în scopul creșterii productivității s-au elaborat procedeuri continue de obținere a acidului lactic prin fermentația deșeurilor (US PAtent 47741001).
Etapa cheie în obținerea acidului lactic prin procedeele de fermentație este izolarea și purificarea acidului lactic obținut. Prin procesele fermentative acidul lactic se obține în soluții diluate, aceasta se datorează în primul rând calității de inhibitor a acidului lactic asupra microorganismelor, la concentrații mari datorită acidității. O altă problemă tehnologică în procesele fermentative este faptul ca în mediu de fermentație se găsesc mai multe impurități celule din lactobacili, alți acizi organici care se formează în timpul fermentației sau substanțe nutritive necesare fermentației.
Izolarea și purificarea acidului lactic se bazează în general pe mai multe etape, ceea ce are ca rezultat creșterea prețului.
¢^2011-00975-2 9 -09- 2011 (Descrierea invenției ______________________________________________>________
Metodele propuse de diferiți cercetători depind de materia primă foarte variată a procesului fermentativ, precum și de lactobacilii utilizați. Există brevete pentru realizarea etapei de izolare, care propun utilizarea schimbătorilor de ioni, transformarea în esteri urmată de hidroliză sau extracții cu diferiți solvenți (US Patent 6280985).
Cercetările și studiile existente raportează obținerea acidului lactic, sau a sărurilor acestuia, prin metoda fermentativă prin folosirea diferiților lactobacili, condițiile fermentatei industriale cât și metodele de izolare pentru produs diferă de la caz la caz, în funcție de compoziția zerului (produs care diferă de originea laptelui prelucrat), de stereospecifitatea reacției, de puritatea acidului lactic obținut și de randamentele procesului.
în țara noastră există două brevete de obținere a acidului lactic tehnic.
Brevetul de invenție al colectivului Koch Anton și colab. (Nr. Brevet 109756 B1) se referă la obținerea acidului lactic tehnic folosit în industria textila și în tăbăcărie ca depilator și la decalcifierea pieilor, prin fermentația zerului amestecat cu melasă cu Lactobacillus bulgaricus.
Brevetul colectivului Jurcone Ștefana (Nr. Brevet 115177 B) se referă la obținerea acidului lactic tehnic printr-un proces de biosinteză prin obținerea unui inocul cu o tulpină de Lactobcillus delbrueckii, folosind un hidrolizat enzimatic de faină de porumb.
Există și proceduri de obținere a lactatului de calciu (Nr. Brevet: 106396 B1) în scopul utilizării acestuia ca și lichid antjgel sau ca și lichid de frână. Prețul mic al zerului, fiind un produs secundar și faptul că este un produs natural face ca interesul pentru cercetarea de obținere și prelucrare a acestuia să fie în continuă creștere.
Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unei soluții apoase a acidului lactic L (+) de 60 % printr-un proces fermentativ folosind Lactobacillus casei imobilizat în alginat de calciu cu 5 % chitosan. Utilizarea celulelor imobilizate față de procedurile în care se folosesc culturi de lactobacil în suspensie, are ca beneficiu imediat creșterea stabilității acestora, în paralel cu posibilitatea separării și reutilizării lor în condiții foarte avantajoase, comparative cu suspensiile celulare. Adaosul de 5% chitosan în amestecul de alginat utilizat în procesul de imobilizare conduce la obținerea unei matrici cu proprietăți mecanice superioare și o stabilitate mai ridicată la temperatura și variații de pH.
O 1 1 - O O 9 7 3 - 2 9 -09- 2011 (Descrierea invenției
Fermentația se realizează cu o soluție de zer fortificat cu o concentrație de 75 g/L lactoză, la temperatura de 37 °C, menținând pH-ul în intervalul de 5-6, prin adăugare de soluție de NaOH 10 M și agitare continuă, timp de 24 de ore.
Izolarea și purificarea acidului lactic format conform invenției se bazează pe o separare care constă în două procese de extracție cu n-butanol/apă, care se realizează prin trecerea acidului lactic în lactat și din nou în acid lactic. Această metodă înlătură problemele de izolare a acidului lactic și anume separarea de proteinele existente în zer și de alți nutrienți. Biomasa imobilizată se separă prin decantarea soluției fermentate, se aduce soluția la un pH 1-2 cu acid clorhidric 1 M, se extrage cu n-butanol acidul lactic (în raport 1:1 față de soluția apoasă). Timpul de amestecare este 45 minute, urmată de repaos 1 oră. Din faza organică (soluția nbutanol) acidul lactic se extrage cu o soluție apoasa de NaOH 1 M prin trecerea acidului în lactat de sodiu. Soluția apoasă se acidulează la un pH de 1-2 cu acid HCI 1 M și se concentrează până la un conținut de acid lactic 60 %. Soluția conține și clorură de sodiu formată din neutralizare, dar separarea acestuia nu este necesar în scopul reacțiilor de polimerizare. Soluția astfel obținută se folosește în reacția de polimerizare.
Problemele tehnice pe care le rezolvă invenția sunt:
ca și materie primă se folosește zer, un subprodus din industria laptelui;
reacția de fermentație lactică se realizează folosind Lactobacillus casei imobilizat prin includere în alginat de calciu cu 5 % chitosan;
creșterea randamentului în acid lactic al procesului de fermentație se realizează prin fortifierea zerului și folosirea unui adaos de extras de drojdie;
procedeul propus elimină necesitatea încălzirii mediului de fermentație la 80-90 °C, necesară precipitării proteinelor din zer, micșorându-se astfel consumul de energie necesară, ceea ce are ca rezultat un preț mai scăzut;
izolarea acidului lactic se realizează simplu prin două extracții succesive folosind n-butanol, care se reutilizează în proces;
clorura de sodiu rezultată în urma procesului rămâne în soluție, nefiind necesară separarea, soluția obținută fiind utilizată ca atare în reacția de
<V2 O 1 1 - 0 0 9 7 3 -2 9 -09- 2011
(Descrierea invenției în continuare este prezentat un exemplu de realizare al procedeului conform invenției.
Ca și materie primă, se folosește zerul cu un conținut de 50 g/L lactoză, a cărui concentrație se corectează prin adaos de lactoză până la o concentrație de 75 g/L și extract de drojdie (10 g/L) ca sursă suplimentară de nutrienți, obținând astfel zerul fortifiat. Se utilizează Lactobacillus casei, liofilizat. Masa bacteriană uscată, se adaugă în 25 ml mediu de fermentație MRS (Man, Rogosa, Sharpe) și se incubează timp de 24 de h la 37 °C. Celulele de Lactobacillus casei, astfel obținute se amestecă în volume egale cu o soluție apoasă de alginat de sodiu 4%. Suspensia de lactobacil-alginat se adaugă în picături într-o soluție de CaCI2 0,2 M, chitosan 1% și acid acetic 1%. Biomasa imobilizată se spală cu apa distilată și se introduce în reactorul care conține zerul fortificat. în fermentator, se adaugă extract de drojdie 1 %, se crește temperatura la 37 °C și se pornește agitarea (150 rpm). în timpul fermentației se menține pH-ul optim între 5-6 , prin adăugare de soluție de NaOH 10 M. Procesul fermentativ decurge în 24 de ore, timp în care se menține agitarea. Reacția fiind exotermă temperatura se menține în aceste condiții la aprox. 37±1 °C, nefiind necesar aport energetic exterior.
După terminarea fermentației, mediul de fermentație se decantează de biomasa imobilizată, care se păstrează sub apa distilată pentru a putea fi refolosită. Mediul de fermentație se acidulează la un pH 1-2 cu o soluție de HCI 1 M, iar acidul lactic se extrage cu n-butanol (raport 1:1 față de soluția apoasă). Extracția se perfectează sub amestecare timp de 45 minute, iar apoi urmează separarea celor doua faze nemiscibile în repaos timp de 1 oră. Faza organică se amestecă cu o soluție de NaOH 1 M, în raport 1:1 și după o agitare de 45 minute și repaos 1 ora se separă fazele. Faza organică de n-butanol se recirculă pentru un nou proces fermentativ. Lactatul de sodiu din faza apoasă se transformă în acid lactic prin neutralizare cu o soluție de HCI 1 M (pH = 1) și soluția se concentrează la un conținut de acid lactic de 60 %. în urma izolării în soluție există și clorură de sodiu, a cărei separare nu este necesară în scopul utilizării în reacția de polimerizare.
Rectificarea soluției astfel obținută, nu este necesară. în cazul apariției unor probleme de puritate, în vederea încadrării în condițiile tehnice, se face o rectificare printr-un nou proces de extracție - neutralizare.
Claims (1)
- (RevendicareREVENDICAREProcedeul de obținere a soluției apoase de acid L(+) lactic tehnic de 60 % , are la bază o metodă fermentativă a zerului fortificat (cu un conținut de 75 g/L lactoză) folosind Lactobacillus casei imobilizat în alginat cu 5 % chitosan. Fermentația are loc la pH = 5 și la o temperatură de 45-50 °C, cu un adaos de 1 % extract de drojdie, timp de 24 de ore. După separarea biomasei imobilizate prin decantare are loc acidularea mediului de fermentație cu acid clorhidric. Izolarea se face printr-un proces de extracție cu n-butanol (raport 1:1). Obținerea soluției apoase de acid lactic tehnic 60 % se face prin transformare în lactat de sodiu și extracție din faza organică cu o soluție de hidroxid de sodiu 1 M, urmată de concentrare. Soluția astfel obținută poate fi folosită în reacția de polimerizare.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100973A RO128469B1 (ro) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Procedeu de obţinere a unei soluţii apoase de 60% a acidului l-lactic tehnic prin fermentaţia lactică a zerului |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201100973A RO128469B1 (ro) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Procedeu de obţinere a unei soluţii apoase de 60% a acidului l-lactic tehnic prin fermentaţia lactică a zerului |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO128469A2 true RO128469A2 (ro) | 2013-06-28 |
| RO128469A8 RO128469A8 (ro) | 2017-03-30 |
| RO128469B1 RO128469B1 (ro) | 2017-09-29 |
Family
ID=48667365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201100973A RO128469B1 (ro) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Procedeu de obţinere a unei soluţii apoase de 60% a acidului l-lactic tehnic prin fermentaţia lactică a zerului |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO128469B1 (ro) |
-
2011
- 2011-09-29 RO ROA201100973A patent/RO128469B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO128469A8 (ro) | 2017-03-30 |
| RO128469B1 (ro) | 2017-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Exploring fermentation strategies for enhanced lactic acid production with polyvinyl alcohol-immobilized Lactobacillus plantarum 23 using microalgae as feedstock | |
| Komesu et al. | Lactic acid production to purification: a review | |
| Qiu et al. | Recent advances in bio-based multi-products of agricultural Jerusalem artichoke resources | |
| Juodeikiene et al. | Green metrics for sustainability of biobased lactic acid from starchy biomass vs chemical synthesis | |
| Rodrigues et al. | Production and application of lactic acid | |
| John et al. | Fermentative production of lactic acid from biomass: an overview on process developments and future perspectives | |
| CN1292072C (zh) | 一种正长链二元酸的生产方法 | |
| CN105154358B (zh) | 一种芽孢杆菌及其同步糖化发酵生产l-乳酸的方法 | |
| US20190376098A1 (en) | Preparation of (R)-3-Hydroxybutyric Acid or Its Salts by One-Step Fermentation | |
| JP2011103903A (ja) | 再生可能な供給原料からのポリ乳酸（ｐｌａ）の生産のためのプロセス | |
| CN104024420B (zh) | 将木质纤维素材料转化为有机酸的方法 | |
| Kacaribu | Biotechnological lactic acid production from low-cost renewable sources via anaerobic microbial processes | |
| US7217545B2 (en) | Method for production of lactic acid | |
| CN101912051A (zh) | 海参配合饲料的发酵工艺 | |
| CN109486876A (zh) | 一种发酵、提取和纯化苏氨酸的方法 | |
| TW201414843A (zh) | 製造羧酸及／或醇的方法 | |
| WO2020056536A1 (zh) | 一株高产柠檬酸的微生物菌株及其发酵淀粉糖质生产柠檬酸的方法 | |
| CN105219661B (zh) | 合成低聚半乳糖的专用菌株及用其合成低聚半乳糖的方法 | |
| Akter et al. | Lactic acid fermentation using Rhizopus spp.: current insights and future prospects | |
| CN102586378A (zh) | 一种从发酵虾头壳中提取物质的方法 | |
| CN102766671A (zh) | 一种从维生素c发酵醪液中提取蛋白质的方法 | |
| Balakrishnan et al. | Biovalorization potential of agro-forestry/industry biomass for optically pure lactic acid fermentation: Opportunities and challenges | |
| CN109136313A (zh) | 利用密西根克雷伯氏菌合成2’-脱氧腺苷的方法 | |
| Aliwarga et al. | Recent development of lactic acid production using membrane bioreactors | |
| Vinche et al. | Chitosan: A valuable byproduct of ethanolic fermentation by Rhizopus oryzae |