Download to read offline
![29282
2
Изобретение относится к области биотехнологии,
а именно, к способам получения гидролизата
целлюлозы ферментативным гидролизом, который
может быть базовым сырьем для получения
органических спиртов и кислот.
Известен способ гидролиза растительного
волокнистого материала и получения выделения
сахарида, содержащего глюкозу. Способ включает
процесс гидролиза при использовании кластерного
кислотного катализатора в псевдорасплавленном
состоянии для гидролиза целлюлозы, содержащейся
в растительном волокнистом материале, и
получения глюкозы. При этом в качестве
кластерного кислотного катализатора используют
гомополикислоты или гетерополикислоты. Выход
моносахаридов (общая сумма глюкозы, ксилозы,
арабинозы, маннозы и галактозы) рассчитывали из
полученного водного раствора сахарида. Результат
составил 85,3% [см. описание к патенту RU 2 461
633 С2 Такесима Синити (JP), Кикути Такеси (JP)
Заявка: 2010149335/13, 02.06.2009 Опубликовано:
20.09.2012 Бюл. №26].
Недостатком способа является его трудоемкость,
использование дополнительных катализаторов.
Известен способ получения глюкозы из
целлюлозосодержащего сырья. Целлюлозу
измельчают, смешивают с ферментным препаратом
целлюлазы из расчета 1-20 ед. целлюлазной
активности на 1 г целлюлозы, заливают 0,01Н
раствором соляной или серной кислоты и нагревают
до 50°С. Расход кислоты составляет 5-30 вес ч на 1
вес ч. целлюлозы. Удаленный из реактора
гидролизат содержит 1-5% глюкозы и 2-10% общих
редуцирующих веществ. Гидролиз ведут в две
стадии: до получения смеси глюкозы и
олигосахаридов с помощью нативного фермента,
взятого в количестве 1-20 ед. на 1 г целлюлозы,
содержащей в сырье, а на второй стадии
осуществляют гидролиз олигосахаридов
целлюлозой иммобилизованной на нерастворимом
носителе [см. описание к патенту 562573 М. Кл.
С13K 1/02. Опубликовано 25.06.77. Бюллетень №23,
дата опубл. 21.09.77].
Недостаток метода использование
концентрированных кислот, высокая доза
ферментных препаратов, многостадийность
процесса, трудоемкость при разделении и
фильтровании гидролизатов.
Известен способ подготовки лигноцеллюлозного
сырья для получения сахаров [см. описание к
патенту RU (11) 2475540 (13) C1; C12P 19/04
(2006.01), Заявка: 2011129997/10, 19.07.2011].
Сущность которого заключается в том, что твердый
остаток соломы после экстракции диоксидом
углерода, который был измельчен до крупности
менее 0,1 мм и подвергали гидролизу комплексным
ферментным препаратом Целлолюкс А с
целлюлазной активностью 2000 ед/г (ПО
«Сиббиофарм», г. Бердск). Условия гидролиза:
температура 50°С, pH 4,7-4,8. Степень конверсии
сырья, в пересчете на целлюлозу составила 18,2-
69,5% мас. Недостатком способа является
ферментолиз при температуре 50°С и
дорогостоящая предобработка сырья.
Наиболее близким способом (прототипом) к
предлагаемому является способ получения глюкозы
из целлюлозосодержащих отходов [см. описание к
патенту RU (11) 2346055(13) МПК С13K 1/02,
опубликовано 10.02.2009], который
предусматривает гидролиз целлюлозы
концентрированной серной кислотой (80%) при
комнатной температуре при гидромодуле 3-5 в
течение 1-2 часов, разбавление массы водой до
гидромодуля 80-100 и осуществление инверсии при
температуре 90-100°С в течение 1-2 часов. Выход
глюкозы составляет 82,1% от массы целлюлозы.
Недостатком способа является использование в
процессе гидролиза серной кислоты, которая
требует в дальнейшем обработки щелочью для
нейтрализации и удаления образующегося осадка;
процесс гидролиза проходит при высокой
температуре, что может приводить к разложению
сахаров и образованию побочных нежелательных
продуктов; необходимость в кислотостойком
оборудовании при высоких температурах.
Технической задачей изобретения является
получение в лабораторных условиях гидролизата
целлюлозы в результате ферментативного гидролиза
целлюлозы соломы пшеницы, которая достигается
тем, что целлюлозу из соломы пшеницы
гидролизуют ферментативным препаратом Cellulase
(Sigma) дозой 0,08 г/г сырья в течение 72 ч при
температуре 37°С при постоянном перемешивании
120 об/мин, фильтруют, очищают активированным
углем, упариванием до 68% СВ. Содержание
глюкозы в гидролизате целлюлозы составляет 27,4%
от массы целлюлозы соломы пшеницы (фиг.1, 2).
Предлагаемый способ позволяет путем
ферментативного гидролиза получить гидролизат
целлюлозы с содержанием глюкозы 27,4% из
целлюлозы соломы пшеницы. Данный гидролизат
может быть использован в дальнейшем для
получения органических спиртов, кислот и т.д.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения гидролизата целлюлозы
соломы пшеницы, включающий ферментативный
гидролиз, фильтрование, очистку, упаривание,
отличающийся тем, что целлюлозу соломы
пшеницы гидролизуют ферментным препаратом
Cellulase (Sigma) дозой 0,08 г/г сырья, в течение
72 ч, при температуре 37°С, при постоянном
перемешивании 120 об/мин, фильтруют и очищают
активированным углем и упаривают до содержания
сухих веществ 68%.](https://image.slidesharecdn.com/29282ip-150618182709-lva1-app6892/85/29282ip-2-320.jpg)
29282ip
- 1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН (19) KZ(13) A4 (11) 29282 (51) C13K 1/02 (2006.01) МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ (21) 2013/1936.1 (22) 24.12.2013 (45) 15.12.2014, бюл. №12 (72) Оспанкулова Гульназым Хамитовна; Нечай Наталья Леонидовна; Тажина Саягул Жанатовна; Байкенов Алибек Өмірсерікұлы (73) Товарищество с ограниченной ответственностью "Казахский научно- исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции" (56) RU 2346055 C2, кл. C13K 1/02, 10.02.2009 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к области биотехнологии, а именно, к способам получения гидролизата целлюлозы ферментативным гидролизом, который может быть базовым сырьем для получения органических спиртов и кислот. Технической задачей изобретения является получение гидролизата целлюлозы с концентрацией глюкозы 27,4%, которая достигается за счет того, что целлюлозу соломы пшеницы гидролизуют ферментным препаратом Cellulase (Sigma) дозой 0,08 г/г сырья, в течение 72 ч, при температуре 37°С, при постоянном перемешивании 120 об/мин, фильтруют и очищают активированным углем и упаривают до содержания сухих веществ 68%. Предлагаемый способ получения глюкозы из целлюлозы соломы пшеницы позволяет: Использовать для получения гидролизата целлюлозы целлюлозу, полученную из отходов зерновых культур - соломы пшеницы. Использования для гидролиза целлюлозы ферментов позволяет получать экологически чистый продукт, который может быть использован в пищевой промышленности. (19)KZ(13)A4(11)29282
- 2. 29282 2 Изобретение относится кобласти биотехнологии, а именно, к способам получения гидролизата целлюлозы ферментативным гидролизом, который может быть базовым сырьем для получения органических спиртов и кислот. Известен способ гидролиза растительного волокнистого материала и получения выделения сахарида, содержащего глюкозу. Способ включает процесс гидролиза при использовании кластерного кислотного катализатора в псевдорасплавленном состоянии для гидролиза целлюлозы, содержащейся в растительном волокнистом материале, и получения глюкозы. При этом в качестве кластерного кислотного катализатора используют гомополикислоты или гетерополикислоты. Выход моносахаридов (общая сумма глюкозы, ксилозы, арабинозы, маннозы и галактозы) рассчитывали из полученного водного раствора сахарида. Результат составил 85,3% [см. описание к патенту RU 2 461 633 С2 Такесима Синити (JP), Кикути Такеси (JP) Заявка: 2010149335/13, 02.06.2009 Опубликовано: 20.09.2012 Бюл. №26]. Недостатком способа является его трудоемкость, использование дополнительных катализаторов. Известен способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего сырья. Целлюлозу измельчают, смешивают с ферментным препаратом целлюлазы из расчета 1-20 ед. целлюлазной активности на 1 г целлюлозы, заливают 0,01Н раствором соляной или серной кислоты и нагревают до 50°С. Расход кислоты составляет 5-30 вес ч на 1 вес ч. целлюлозы. Удаленный из реактора гидролизат содержит 1-5% глюкозы и 2-10% общих редуцирующих веществ. Гидролиз ведут в две стадии: до получения смеси глюкозы и олигосахаридов с помощью нативного фермента, взятого в количестве 1-20 ед. на 1 г целлюлозы, содержащей в сырье, а на второй стадии осуществляют гидролиз олигосахаридов целлюлозой иммобилизованной на нерастворимом носителе [см. описание к патенту 562573 М. Кл. С13K 1/02. Опубликовано 25.06.77. Бюллетень №23, дата опубл. 21.09.77]. Недостаток метода использование концентрированных кислот, высокая доза ферментных препаратов, многостадийность процесса, трудоемкость при разделении и фильтровании гидролизатов. Известен способ подготовки лигноцеллюлозного сырья для получения сахаров [см. описание к патенту RU (11) 2475540 (13) C1; C12P 19/04 (2006.01), Заявка: 2011129997/10, 19.07.2011]. Сущность которого заключается в том, что твердый остаток соломы после экстракции диоксидом углерода, который был измельчен до крупности менее 0,1 мм и подвергали гидролизу комплексным ферментным препаратом Целлолюкс А с целлюлазной активностью 2000 ед/г (ПО «Сиббиофарм», г. Бердск). Условия гидролиза: температура 50°С, pH 4,7-4,8. Степень конверсии сырья, в пересчете на целлюлозу составила 18,2- 69,5% мас. Недостатком способа является ферментолиз при температуре 50°С и дорогостоящая предобработка сырья. Наиболее близким способом (прототипом) к предлагаемому является способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов [см. описание к патенту RU (11) 2346055(13) МПК С13K 1/02, опубликовано 10.02.2009], который предусматривает гидролиз целлюлозы концентрированной серной кислотой (80%) при комнатной температуре при гидромодуле 3-5 в течение 1-2 часов, разбавление массы водой до гидромодуля 80-100 и осуществление инверсии при температуре 90-100°С в течение 1-2 часов. Выход глюкозы составляет 82,1% от массы целлюлозы. Недостатком способа является использование в процессе гидролиза серной кислоты, которая требует в дальнейшем обработки щелочью для нейтрализации и удаления образующегося осадка; процесс гидролиза проходит при высокой температуре, что может приводить к разложению сахаров и образованию побочных нежелательных продуктов; необходимость в кислотостойком оборудовании при высоких температурах. Технической задачей изобретения является получение в лабораторных условиях гидролизата целлюлозы в результате ферментативного гидролиза целлюлозы соломы пшеницы, которая достигается тем, что целлюлозу из соломы пшеницы гидролизуют ферментативным препаратом Cellulase (Sigma) дозой 0,08 г/г сырья в течение 72 ч при температуре 37°С при постоянном перемешивании 120 об/мин, фильтруют, очищают активированным углем, упариванием до 68% СВ. Содержание глюкозы в гидролизате целлюлозы составляет 27,4% от массы целлюлозы соломы пшеницы (фиг.1, 2). Предлагаемый способ позволяет путем ферментативного гидролиза получить гидролизат целлюлозы с содержанием глюкозы 27,4% из целлюлозы соломы пшеницы. Данный гидролизат может быть использован в дальнейшем для получения органических спиртов, кислот и т.д. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения гидролизата целлюлозы соломы пшеницы, включающий ферментативный гидролиз, фильтрование, очистку, упаривание, отличающийся тем, что целлюлозу соломы пшеницы гидролизуют ферментным препаратом Cellulase (Sigma) дозой 0,08 г/г сырья, в течение 72 ч, при температуре 37°С, при постоянном перемешивании 120 об/мин, фильтруют и очищают активированным углем и упаривают до содержания сухих веществ 68%.
- 3. 29282 3 Верстка Ж. Жомартбек КорректорК. Нгметжанова