[go: up one dir, main page]

PL150899B2 - Biotechnical process for obtaining beta fructofuranosidase - Google Patents

Biotechnical process for obtaining beta fructofuranosidase

Info

Publication number
PL150899B2
PL150899B2 PL26883787A PL26883787A PL150899B2 PL 150899 B2 PL150899 B2 PL 150899B2 PL 26883787 A PL26883787 A PL 26883787A PL 26883787 A PL26883787 A PL 26883787A PL 150899 B2 PL150899 B2 PL 150899B2
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
solution
invertase
filter
yeast
separation unit
Prior art date
Application number
PL26883787A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL268837A2 (en
Inventor
Oleg Kirjuschkin
Ilona Schon
Helmut Kluge
Alfred Schllenberg
Joachim Herrmann
Erhard Kuhn
Peter Willner
Original Assignee
Halle Ingenieurtech
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 Halle Ingenieurtech filed Critical Halle Ingenieurtech
Publication of PL268837A2 publication Critical patent/PL268837A2/en
Publication of PL150899B2 publication Critical patent/PL150899B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/06Hydrolysis; Cell lysis; Extraction of intracellular or cell wall material

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Yeast cells in suspension are continuously broken up in a spindle mill by micro-glass spheroids, the invertase- containing solution thereby obtained is deslurryed to provide a clear fiitrate by use of a sheet filter, whereafter the clear solution is passed to a combined ultra- and microfiltration plant in such a manner that the solution first runs through an ultrafiltration separation unit, and thereafter is passed over a microfiltration unit. The invertase concentrate solution so obtained is stabilised, e.g. by the addition of glycerol, standardised and packed in known manner. <IMAGE>

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 150 899 THE REPUBLIC PATENT DESCRIPTION 150 899

POLSKA PATENTU TYMCZASOWEGOPOLAND OF THE PROVISIONAL PATENT

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

RPRP

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 11 16 (P. 268837)Provisional patent additional to patent No. - Pending: 87 11 16 (P. 268 837)

Int. Cl.5 C12N 9/26 C12M 1/06Int. Cl. 5 C12N 9/26 C12M 1/06

Pierwszeństwo: 86 11 20 NiemieckaPriority: 86 11 20 German

Republika DemokratycznaDemocratic Republic

Zgłoszenie ogłoszono: 88 07 07Application announced: 88 07 07

Opis patentowy opublikowano: 1990 12 31Patent description published: 1990 12 31

Twórcy wynalazku: Oleg Kirjuschkin, Ilona Schón, Helmut Kluge,Inventors: Oleg Kirjuschkin, Ilona Schón, Helmut Kluge,

Alfred Schellenberger, Joachim Herrman, Erhard Kuhn,Alfred Schellenberger, Joachim Herrman, Erhard Kuhn,

Peter WillnerPeter Willner

Uprawniony z patentu tymczasowego: VEB Ingenieurtechnik Halle,Holder of a provisional patent: VEB Ingenieurtechnik Halle,

Halle (Niemiecka Republika Demokratyczna)Halle (German Democratic Republic)

Biotechniczny sposób wytwarzania inwertazyBiotechnical method of producing invertase

Przedmiotem wynalazku jest biotechniczny sposób wytwarzania inwertazy z aktywnych drożdży piekarnianych, stosowanej korzystnie w przemyśle spożywczym.The subject of the invention is a biotechnical method for the production of invertase from active baker's yeast, preferably used in the food industry.

Znane są liczne sposoby wytwarzania inwertazy z drożdży.Numerous methods for producing yeast invertase are known.

Cechują te sposoby następujące etapy robocze: roztwarzanie komórek drożdżowych w celu uwolnienia inwertazy, oddzielanie inwertazy od składników komórkowych, zatężanie i oczyszczanie roztworu zawierającego inwertazę oraz stabilizowanie inwertazy.These methods are characterized by the following working steps: dissolution of yeast cells to release invertase, separation of invertase from cellular components, concentration and purification of the invertase-containing solution, and stabilization of invertase.

I tak np. znane jest przeprowadzanie rozkładu komórek za pomocą rozpuszczalników organicznych, np. za pomocą toluenu.Po zakończeniu plazmolizy/autolizy następuje oddzielanie nie rozpuszczonych komórek drożdżowych np. dzięki prasie filtracyjnej. Po nastawieniu w autolizacie odczynu o odpowiedniej wartości pH następuje otrzymywanie inwertazy drogą wielokrotnie przeprowadzanie strącania acetonowego. Po dalszych etapach rozdzielania i rozpuszczania otrzymany roztwór inwertazy uwalnia się od pozostałości rozpuszczalnika i zatęża np. za pomocą wyparki próżniowej. Następnie stabilizuje się gliceryną [porównaj Waldschmidt — Leitz, E. Und Balls, A. K. in Handbuch der Lebensmittelchemie tom II/2 część, wyd. Springer Verlag Berlin 1935, strony 734—738].For example, it is known to dissolve the cells with organic solvents, e.g. with toluene. After the plasmolysis / autolysis is completed, the undissolved yeast cells are separated, e.g. with a filter press. After adjusting the pH in the autolysate to an appropriate pH value, invertase is obtained by repeated acetone precipitation. After further separation and dissolution steps, the obtained invertase solution is freed of residual solvent and concentrated, for example, by means of a vacuum evaporator. Then it is stabilized with glycerine [compare Waldschmidt - Leitz, E. Und Balls, A. K. in Handbuch der Lebensmittelchemie vol. II / 2 part, ed. Springer Verlag Berlin 1935, pages 734-738].

Niedogodności tego sposobu polegają przede wszystkim na tym, że niekiedy resztki trującego toluenu pozostają w roztworze inwertazy, roztwarzanie komórek jest długotrwałe, co zwiększa niebezpieczeństwo zakażenia, i osiągane wydajności i aktywności są małe, przy czym nakłady energetyczne są dość wysokie.The disadvantages of this method are, above all, that the poisonous toluene sometimes remains in the invertase solution, the dissolution of the cells takes a long time, which increases the risk of infection, and the yields and activities achieved are low, and the energy input is quite high.

Również dodatkowa obróbka papainą autolizatu otrzymanego drogą dodawania toluenu, oraz dalsze środki techniczne, takie jak adsorpcja na wodorotlenku glinowym lub fosforanie wapniowym, eluowanie roztworem mleczanowym, wodą lub roztworem sacharozy, strącanie alkoholem lub roztworem pikrynianowym, dializa i inne operacje oczyszczające nie prowadzą do istotnej efektywności tego sposobu [Hartmeier, W. GORDIAN, 78, 320—324 (1978)].Also post-treatment with papain of the autolysate obtained by adding toluene, and further technical measures, such as adsorption on aluminum hydroxide or calcium phosphate, elution with lactate solution, water or sucrose solution, precipitation with alcohol or picrate solution, dialysis and other purification operations do not lead to significant efficiency of this method [Hartmeier, W. GORDIAN, 78, 320-324 (1978)].

Dalszy znany sposób omówiono w opisie patentowym Niemieckiej Republiki Demokratycznej DD—PS nr 1401.A further known method is described in German Democratic Republic of the DD-PS Patent No. 1401.

150 899150 899

Według zwykłej hodowli drożdży prowadzi się nagromadzanie substancji czynnej (heksozydaz) w masie drożdżowej. Kolejno następuje zatężanie drogą separacji z następnym dodawaniem substancji działających uwalniająco, takich jak słód mokry lub jego diastatyczne substancje czynne włącznie z cytazą.According to conventional yeast culture, accumulation of the active ingredient (hexosidases) in the yeast mass is carried out. Concentration is then carried out by separation, followed by addition of releasing substances, such as wet malt or its diastatic active substances, including cytase.

Rozkład komórek następuje na drodze działania ultradźwięku na wirującą masą drożdżową. Po uwolnieniu swoistych substancji drożdży następuje oddzielenie roztworu inwertazy od resztek komórkowych i innych stałych składników na drodze separacji. Oczyszczanie soku komórkowego prowadzi się za pomocą słabo kwaśnej żywicy jonitowej. Niedogodność tego sposobu polega przede wszystkim na tym, że wysokie nakłady techniczno-technologiczne i z nimi związane skomplikowane prowadzenie sposobu oraz wysokie nakłady energetyczne i dość wysokie nakłady czasu na uwolnienie swoistych substancji drożdży powiązane ze zbyt małą wydajnością i dającą się osiągnąć aktywnością otrzymanej inwertazy czynią ten sposób nieekonomicznym.Cell decomposition occurs by the action of ultrasound on the rotating yeast mass. After the release of specific yeast substances, the invertase solution is separated from cell debris and other solid components by separation. Purification of the cell juice is carried out with a weakly acidic ion exchange resin. The disadvantage of this method consists mainly in the fact that the high technical and technological expenditure and the associated complicated process implementation and high energy expenditure and relatively high expenditure of time for the release of specific yeast substances associated with too low efficiency and achievable activity of the obtained invertase make this method possible. uneconomical.

Znany jest nadto sposób otrzymywania rozpuszczalnej inwertazy z drożdży, taki jaki omówiono w opisie patentowym Republiki Federalnej Niemiec nr 2 626 626.SpoSób ten zasadniczo wyróżnia się tym, że plazmoliza i autoliza zachodzi wskutek oddziaływania celulaz, proteaz i lipaz na komórki drożdżowe. Jako drożdże wyjściowe stosuje się drożdże suszone rozpyłowo, z których ponownie sporządza się zawiesinę. Po zaszłej plazmolizie/autolizie następuje oddzielanie nierozpuszczalnych fragmentów komórkowych, a następnie przesącz rozdziela się za pomocą ultrafiltracji na wyciąg z drożdży i inwertazę. Później następuje stabilizowanie lub standaryzowanie inwertazy za pomocą roztworu gliceryny lub roztworu sorbitu. Również w tym sposobie okazuje się, że nakłady energetyczne są dość wysokie. Tak jak poprzednio są też długotrwałe (8—20 godzin) czasy roztwarzania, co może prowadzić do zakażenia i tym samym do strat w aktywności.Poza tym w przypadku stosowania suszenia rozpyłowego drożdży i z nim związanej wysokiej temperatury (do 240°C) prowadzenia istnieje niebezpieczeństwo częściowej dezaktywacji enzymu.In addition, a method for the preparation of soluble invertase from yeast is known, as is described in German Patent Specification No. 2,626,626. This method is essentially distinguished by the fact that plasmolysis and autolysis occur due to the interaction of cellulases, proteases and lipases on yeast cells. The starting yeast used is spray-dried yeast from which it is resuspended. After the plasmolysis / autolysis has taken place, the insoluble cell fragments are separated and the filtrate is then separated by ultrafiltration into yeast extract and invertase. Later, the invertase is stabilized or standardized with a glycerin solution or a sorbitol solution. Also in this method it turns out that the energy inputs are quite high. As before, there are also lengthy (8-20 hours) digestion times, which can lead to contamination and thus loss of activity. Moreover, when spray-drying yeast and the associated high temperatures (up to 240 ° C) are used, there is a risk of partial inactivation of the enzyme.

W opisach patentowych Niemieckiej Republiki Demokratycznej DD—PS nr nr 110 425 i 116135 omówiono sposoby otrzymywania wyciągów z drożdży, glikanu drożdżowego, produktu wyodrębnienia białka z drożdży o obniżonej zawartości kwasu nukleinowego.German Democratic Republic Patent Nos. DD-PS Nos. 110 425 and 116135 discuss methods of obtaining yeast extracts, yeast glycan, a yeast protein isolation product with reduced nucleic acid content.

Komórki drożdżowe (drożdży piwnych lub piekarnianych) roztwarza się następnie w znany sposób np. drogą homogenizowania wysokociśnieniowego, ucierania w młynie piaskowym lub koloidalnym, rozdrabniania za pomocą fal dźwiękowych, powtarzanych cykli zamrażanie—tajanie, litycznych enzymów i podobnych. Następuje obróbka cieplna w celu oddzielenia kwasu nukleinowego od białka.The yeast (brewer's or baker's yeast) cells are then digested in a manner known per se, e.g. by high-pressure homogenization, grinding in a sand or colloid mill, grinding by sound waves, repeated freezing-thawing cycles, lytic enzymes and the like. Heat treatment takes place to separate the nucleic acid from the protein.

Następnie zachodzi bliżej nie omówione oddzielanie nierozpuszczalnej frakcji produktu białkowego od frakcji rozpuszczalnej. Otrzymywanie wyciągu z drożdży, glikanu drożdżowego i produktu wyodrębniania białka z drożdży o obniżonej zawartości kwasu nukleinowego następuje drogą odwirowania, zatężania pod próżnią i suszenia.Thereafter, a not discussed separation of the insoluble protein product fraction from the soluble fraction then takes place. The preparation of yeast extract, yeast glycan and yeast protein isolation product with reduced nucleic acid content takes place by centrifugation, concentration under vacuum and drying.

Sposoby te służą przede wszystkim otrzymywaniu produktów wyodrębniania białka z drożdży o obniżonej zawartości kwasu nukleinowego, otrzymywaniu glikanów drożdżowych i wyciągów z drożdży. Wprawdzie te etapy postępowania są w głównych zarysach podobne do tych, które stosuje się w przypadku otrzymywania inwertazy, to jednak w publikacjach tych nie podano żadnych wskazówek o zdatności zaproponowanych rozwiązań do przeniesienia na otrzymywanie inwertazy.These methods are primarily used to obtain protein isolation products from yeast with reduced nucleic acid content, to obtain yeast glycans and yeast extracts. Although these stages of the procedure are essentially similar to those used for the preparation of invertase, there are no indications of the suitability of the proposed solutions for the preparation of invertase in these publications.

W szczególności proponowany jako korzystny sposób wysokociśnieniowego homogenizowania w celu rozszczepienia komórek i proponowane sposoby obróbki cieplnej nasuwają wątpliwości co do efektywnego wytwarzania inwertazy.In particular, the proposed preferred method of high pressure homogenization for cell cleavage and the proposed methods of heat treatment raise doubts as to the efficient production of invertase.

W opisie patentowym Republiki Federalnej Niemiec omówiono sposoby oddzielania enzymów, w których enzymy te na drodze roztwarzania np. komórek drożdży piwnych i/lub traktowania detergentami solubilizuje się i wraz z resztkami komórkowymi lub z komórkami rozprasza się między różne fazy wodnego układu wielofazowego o zawartości co najmniej jednego związku wielkocząsteczkowego, wybranego z grupy obejmującej ewentualnie podstawione polialkohole, polietery, poliestry, poliwinylopirolidony i polisacharydy, i co najmniej jednej soli nieorganicznej, lub o zawartości co najmniej dwóch związków wielkocząsteczkowych, po czym fazy te od siebie oddziela się np. drogą strącania, ultrafiltracji, dializy, sączenia przez żel, adsorpcji, wymiany jonowej lub elektroforezy.The patent specification of the Federal Republic of Germany discusses methods for the separation of enzymes, in which these enzymes are solubilized by dissolution, e.g. brewer's yeast cells and / or by treatment with detergents, and dispersed together with the cell debris or with the cells between the various phases of an aqueous multiphase system with a content of at least one macromolecular compound selected from the group consisting of optionally substituted polyalcohols, polyethers, polyesters, polyvinylpyrrolidones and polysaccharides, and at least one inorganic salt, or having at least two macromolecular compounds, and these phases are separated from each other, e.g. by precipitation, ultrafiltration , dialysis, gel filtration, adsorption, ion exchange or electrophoresis.

150 899150 899

W proponowanym rozwiązaniu wprawdzie mówi się o tym, że można otrzymywać dowolne enzymy, jednak konkretnie powołano się tylko na pullulanazy względnie maltazy. Osiągnięte zaproponowanym sposobem wyniki odnośnie aktywności i wydajności nie mogą jednak zadowalać w obliczu koniecznych nakładów na środki.In the proposed solution it is said that any enzymes can be obtained, but specifically only pullulanases or maltases are referred to. The results in terms of activity and productivity achieved with the proposed method cannot, however, be satisfactory in view of the required expenditure on resources.

Cel wynalazku polega na opracowaniu energiooszczędnego, biotechnicznego sposobu wytwarzania inwertazy o wysokiej aktywności i o wysokim stopniu czystości z drożdży piekamianych, w którym to sposobie nie stosowałoby się żadnego rozpuszczalnika organicznego lub innych chemikaliów i/lub enzymów i osiągałoby Się krótkie czasy wytwarzania. Nadto sposób ten powinien być dzięki stosowaniu odpowiednich wyposażeń łatwy do opanowania i nieskomplikowany oraz zdolny do eksploatacji metodą ciągłą, przy czym równocześnie powinno osiągać się wysoką wydajnością zatężonej inwertazy i móc dalej przetwarzać otrzymane produkty odpadkowe względnie uboczne.The object of the invention is to provide an energy-saving, biotechnical method for the production of high-purity and high-purity invertase from baked yeast, which method would not use any organic solvent or other chemicals and / or enzymes and achieve short production times. Moreover, the method should be easy to control and uncomplicated by the use of appropriate equipment, and be capable of being operated continuously, while at the same time achieving a high yield of concentrated invertase and being able to further process the obtained waste or by-products.

Sposób według wynalazku polega na niżej omówionych środkach technicznych.The method according to the invention consists of the following technical measures.

Komórki drożdżowe zawiesiny aktywnych drożdży piekarnianych, zawierającej około 10% suchej substancji drożdżowej (zwanej skrótowo HTS) i wykazującej temperaturę 8—15°C, nieprzerwanie rozdrabnia się w młynie wrzecionowym, przy czym stosowane mikroperełki szklane wykazują średnicę 0,5—Umm, a prędkość obrotowa wału mieszadła wynosi 2500—4000 obrotów/minutę. W kolejno następującym separatorze nieprzerwanie zachodzi zgrubne rozdzielanie resztek komórkowych i roztworu zawierającego inwertazę. By zapobiec stratom wydajności enzymu przerywa się przed odszlamowywaniem dopływ zawiesiny i wirnik płucze się w ciągu około 5 minut wodą, przy czym komorę szlamową opróżnia się dopiero wtedy, gdy u ujścia produktu wystąpi czysta woda.The yeast cells of a suspension of active baker's yeast, containing about 10% dry yeast substance (abbreviated as HTS) and having a temperature of 8-15 ° C, are continuously ground in a spindle mill, the glass microbeads used have a diameter of 0.5 um, and the speed is the rotational speed of the agitator shaft is 2500-4000 rpm. In the successive separator, the coarse separation of the cell debris and the invertase-containing solution is continuously carried out. To avoid loss of enzyme efficiency, the slurry feed is interrupted prior to demining and the impeller is rinsed with water for approximately 5 minutes, the sludge chamber being emptied only when clean water appears at the product outlet.

Następna nieprzerwana filtracja klarująca roztworu zawierającego inwertazę zachodzi poprzez filtr przepływowy, przy czym warstwy filtracyjne wykazują przepuszczalność 425—475 litrów /h-m2. Strony klarujące tych warstw filtracyjnych są przy tym dodatkowo podłożone bibułą filtracyjną, przy czym te warstwy filtracyjne przed rozpoczęciem filtracji klarującej płucze się wodą w ciągu około 20 minut. Różnica ciśnień u wotu i wylotu filtru podczas tej filtracji nie może być większa od 200—250 kPa.The subsequent uninterrupted clarifying filtration of the invertase-containing solution takes place via an in-line filter, the filter layers having a permeability of 425-475 liters / hm 2 . The fines of these filter layers are additionally lined with filter paper, the filter layers being rinsed with water for approximately 20 minutes before the start of the clarifying filtration. The pressure difference at the inlet and outlet of the filter during this filtration must not exceed 200-250 kPa.

Filtr przepływowy włącza się tak, żeby obok procesu filtracji był możliwy obieg, tak więc unika się powstania nadciśnienia, które mogłoby prowadzić do uszkodzenia płyt filtru. Otrzymaną dzięki obiegowemu sposobowi ruchu pozostałość klarowanego roztworu inwertazy ponownie poddaje się separacji.The in-line filter is switched on so that circulation is possible in addition to the filtration process, thus avoiding overpressure which could lead to damage to the filter plates. The residue of the clarified invertase solution obtained by the circular motion process is separated again.

Oczyszczanie, zatężanie i odkażanie rozwtoru inwertazy zachodzi w złożonym urządzeniu ultra- i mikrofiltracyjnym. Jednostka rozdzielania ultrafitracyjnego jest względem jednostki rozdzielania mikrofiltracyjnego umieszczona tak, że najpierw roztwór oczyszcza i zatęża się dzięki jednostce rozdzielania ultrafiltracyjnego, a następnie w celu odkażania prowadzi się go przez jednostkę rozdzielania mikrofiltracyjnego.Purification, concentration and decontamination of the invertase solution takes place in a complex ultra- and microfiltration device. The ultrafiltration separation unit is arranged relative to the microfiltration separation unit such that the solution is first purified and concentrated by means of the ultrafiltration separation unit and then passed through the microfiltration separation unit for decontamination.

Przpuszczalność stosowanych w jednostce rozdzielania ultrafiltracyjnego membran—UF wynosi 80—140 litrów /h-m2, przy czym ciśnienie wyjściowe wynosi około 0,15—0,4 MPa, ciśnienie wyjściowe zaś około 0,1—0,3 Mpa. W celu zwiększenia trwałości mechanicznej membran płaskich wprowadza się między membrany a płyty odprowadzające filtru tkaninę podporową, przykładowo materiał włókninowy.The permeability of the UF membranes used in the ultrafiltration separation unit is 80-140 liters / hm 2 , the output pressure being about 0.15-0.4 MPa and the output pressure about 0.1-0.3 Mpa. In order to increase the mechanical durability of the flat membranes, a support fabric, for example a non-woven material, is introduced between the membranes and the filter return plates.

Roztwór inwertazy dzięki jednostce rozdzielania ultrafiltracyjnego zatęża się do około 1/10. W celu dalszego oczyszczania tego koncentratu roztworu inwertazy następuje dodatkowo diafiltracja poprzez jednostkę rozdzielania ultrafiltracyjnego. Koncentrat ten rozcieńcza się przy tym wodą w stosunku 1:1 i diafiltruje w obiegi dopóty, aż ponownie osiągnie się wyjściową objętość koncentratu.The invertase solution is concentrated to about 1/10 by means of an ultrafiltration separation unit. For further purification of this invertase solution concentrate, additionally a diafiltration is carried out via an ultrafiltration separation unit. This concentrate is diluted 1: 1 with water and diafiltered into the circuits until the original volume of the concentrate is reached again.

Po tej ultra- i diafiltracji oczyszczony roztwór koncentratu inwertazy prowadzi się przez jednostkę rozdzielania mikrofiltracyjnego w celu oddzielenia zawartych w tym roztworze zdenaturowanych białek oraz mikroorganizmów. Średnica porów stosowanego materiału mikrofiltracyjnego wynosi 0,2 μπι, przy czym ciśnienie wejściowe nie powinno przewyższyć 0,3 MPa.W celu zwiększenia mechanicznej trwałości stosowanego materiału filtracyjnego, tak jak w przypadku jednostki rozdzielania ultrafiltracyjnego, stosuje się tkaninę podporową.After this ultra- and diafiltration, the purified invertase concentrate solution is passed through a microfiltration separation unit in order to separate the denatured proteins and microorganisms contained in this solution. The pore diameter of the microfiltration material used is 0.2 μπι, the input pressure should not exceed 0.3 MPa. In order to increase the mechanical durability of the filter material used, as in the case of the ultrafiltration separation unit, a support fabric is used.

150 899150 899

Za pomocą kolejno następującego, zwykłego stabilizowania nastawia się roztwór na aktywność około 1500 jedn./ml, czyniąc go zdolnym do przechowywania.By means of the subsequent, usual stabilization, the solution is adjusted to an activity of about 1500 U / ml, rendering it stable.

Szczególnie odpowiedni jest według wynalazku sposób do wytwarzania preparatów inwertazy o wysokiej aktywności właściwej [400—800 jedn./mg], dla których, zwłaszcza do celów analitycznych, istnieje szczególne zainteresowanie, przy czym w tym sposobie diafiltrację na wyżej omówionej drodze powtarza się 3—8 krotnie.The process according to the invention is particularly suitable for the preparation of invertase preparations with a high specific activity [400-800 U / mg], for which there is particular interest, especially for analytical purposes, in which the diafiltration process is repeated in the above-mentioned way 3 to 3. 8 times.

Osiągnięta na drodze omówionego postępowania wydajność stabilizowanego gliceryną roztworu inwertazy wynosi 75% w odniesieniu do wprowadzonych aktywnych drożdży piekarnianych.The yield of the glycerin-stabilized invertase solution obtained by the procedure described is 75%, based on the active bakery yeast used.

Podany niżej przykład wykonania omówiono w oparciu o schemat ideowy, przedstawiony jako fig. na rysunku.The following embodiment is explained based on the schematic diagram shown as the Fig. In the drawing.

Ze 120 kg przechowywanych w temperaturze 2—4°C, aktywnych drożdży piekarnianych (o zawartości 30—33% HTS) sporządza się za pomocą 240 litrów wody mieszaninę w termostatowanym mieszalniku 1. Po upływie 30 minut powstaje jednorodna zawiesina drożdży o zawartości 10—15% HTS, którą utrzymuje się w temperaturze 10—12°C.From 120 kg of active baker's yeast (with 30-33% HTS content) stored at 2-4 ° C, a mixture of 240 liters of water is mixed in a thermostatic mixer 1. After 30 minutes, a homogeneous yeast suspension with a content of 10-15 is formed. % HTS, which is kept at 10-12 ° C.

Ochłodzoną zawiesinę doprowadza się następnie pompą dozującą 2 do pracującego metodą ciągłą młyna wrzecionowego 3. Roztwarzanie komórek drożdżowych następuje przy tym w chłodzonym wodą, około 3 litrowym młynku, napełnionym za pomocą około 2400 g mikroperełek szklanych o średnicy 0,8—1 mm. Prędkość obrotowa wału mieszadła wynosi około 3000 obrotów/ minutę, a przepustowość zawiesiny 16 litrów/h. Roztworzona zawiesina drożdżowa płynie poprzez górny wylot młynka do termostatowanego mieszalnika 4. Pompą dozującą 5 doprowadza się tę zawiesinę do separatora 6. Tu oddziela się przeważającą część resztek komórkowych od roztworu zawierającego inwertazę. Z odcieku produktu z separatora 6 płynie faza, niemal uwolniona od resztek komórkowych, do zbiornika pośredniego 7. Prędkość dopływania zawiesiny poddawanej separacji wynosi około 50 litrów/h. Separator 6 jest przy tym każdorazowo po upływie około 0,75 h odszlamowywany. W celu uniknięcia większych strat wydajności enzymu, przerywa się przed odszlamowywaniem dopływ zawiesiny drożdżowej i wirnik płucze się wodą dopóty, aż u wylotu produktu wystąpi klarowna woda. Następnie włącza się wodę sterującą i spuszcza się szlam.The cooled suspension is then fed via a metering pump 2 to a continuously operated spindle mill 3. The yeast cells are digested in a water-cooled, approximately 3 liter mill, filled with approximately 2400 g of glass beads with a diameter of 0.8 to 1 mm. The speed of rotation of the agitator shaft is approximately 3000 rpm and the slurry capacity is 16 liters / h. The dissolved yeast suspension flows through the upper outlet of the mill into the thermostatic mixer 4. The dosing pump 5 supplies this suspension to the separator 6. Here, the majority of cell debris is separated from the invertase-containing solution. From the product effluent from the separator 6, the phase flows, almost free of cellular debris, into the intermediate tank 7. The flow rate of the suspension to be separated is about 50 liters / h. The separator 6 is degreased after approximately 0.75 hours in each case. In order to avoid major losses in enzyme yield, the feed of the yeast slurry is interrupted prior to degumming and the rotor is rinsed with water until clear water appears at the product outlet. The control water is then turned on and the sludge is drained.

Ze zbiornika pośredniego 7 prowadzi się inwertazonośny roztwór za pomocą pompy dozującej 8 do filtra przepływowego 9 w celu filtracji klarującej. Klarowanie zachodzi dzięki zastosowaniu filtru przepływowego typu KP-10 A (40 X 40 cm) o przepuszczalności około 450 litrów/h-m2. Aby podwyższyć jakość przesączu podkłada się stronę klarującą warstw filtracyjnych bibułą filtracyjną o nazwieNiederschlag 291 (40 x 40 cm). Ułożone warstwy filtracyjne przed rozpoczęciem tej filtracji płucze się wodą w ciągu około 20 minut.From the intermediate tank 7, the inverted solution is led by a dosing pump 8 to an in-line filter 9 for clarifying filtration. Clarification takes place thanks to the use of a KP-10 A (40 X 40 cm) flow-through filter with a permeability of about 450 liters / hm 2 . In order to increase the quality of the filtrate, the clarifying side of the filter layers is put on a filter paper called Niederschlag 291 (40 x 40 cm). Before starting this filtration, the arranged filter layers are rinsed with water for about 20 minutes.

Prędkość filtracji nastawia się na wartość około 80—100 litrów/h. Maksymalna różnica między ciśnieniem u wlotu i u wylotu filtru nie może być przy tym większa od 200—250 kPa.Filtr przepływowy 9 podłącza się przy tym tak, żeby obok procesu filtracji istniał obieg czynnika, tak więc zapobiega się powstaniu nadciśnienia, które mogłoby doprowadzić do przedwczesnego zniszczenia materiału filtracyjnego. Otrzymaną dzięki obiegowemu sposobowi ruchu pozostałość klarowanego, inwertazonośnego roztworu doprowadza się po zakończonej filtracji klarującej ponownie do separatora 6. Roztwór poddawany dalszej przeróbce wprowadza się do zbiornika pośrednika 10. Dalsze oczyszczanie, zatężanie i odkażanie roztworu zawierającego inwertazę następuje w specjalnym, złożonym urządzeniu ultra- i mikrofiltracyjnym 11The filtration speed is adjusted to about 80 to 100 liters / hour. The maximum difference between the pressure at the inlet and the outlet of the filter must not exceed 200-250 kPa. The in-line filter 9 is connected in such a way that there is a fluid circulation next to the filtration process, so that overpressure is prevented, which could lead to premature destruction of the filter material. The residual of the clarified, invertase-bearing solution obtained thanks to the circulating method of motion is fed back to the separator after the clarifying filtration has been completed. The solution to be processed further is introduced into the intermediary tank 10. Further purification, concentration and decontamination of the invertase-containing solution takes place in a special, complex ultra-and microfiltration 11

Pakiet płyt, znajdujący się na ramie, wykorzystuje 5 m2 powierzchni filtru w celu ultrafitracji i 4 m2 w celu mikrofiltracji. Dla jednostki rozdzielania ultrafiltracyjnego 12 stosuje się membrany-UF o przepuszczalności 80-140 litrów /h m2 typu CAM-UF-120-CP (firmy VEB Zellstoff-und Zellwollewerke Wittenberge). Ten typ zapewnia odnośnie inwertazy selektywność powyżej 99%. W celu zwiększenia trwałości mechanicznej dodatkowo umieszcza się między membraną i płytą odprowadzającą filtru tkaninę podporową z materiału włókninowego.The plate pack, located on the frame, uses 5 m 2 of the filter area for ultrafitration and 4 m 2 for microfiltration. For the ultrafiltration separation unit 12, UF membranes with a permeability of 80-140 liters / hm 2 of the CAM-UF-120-CP type (from VEB Zellstoff- und Zellwollewerke Wittenberge) are used. This type gives an invertase selectivity of more than 99%. In order to increase the mechanical durability, a support fabric made of non-woven material is additionally placed between the membrane and the filter outlet plate.

Jednostka rozdzielania mikrofiltracyjnego 13 jest zaopatrzona w nukleośladowy mikrosączek z poliestru (firmy ZfK AdW Rossendorf) o średnicy porów 0,2pm. Także ten materiał filtracyjny w celu zwiększenia trwałości wspiera się materiałem włókninowym.The microfiltration separation unit 13 is equipped with a polyester microfiltration microfiltration (from ZfK AdW Rossendorf) with a pore diameter of 0.2 µm. This filter material is also supported with a non-woven material to increase durability.

Ze zbiornika pośredniego 10 inwertazonośny roztwór przetłacza się za pomocą pompy dozującej 14 poprzez chłodnicę typu „rura w rurze 15 do jednostki rozdzielania ultrafiltracyjnego 12.From the intermediate tank 10, the inverted solution is forced by a metering pump 14 through a tube-in-tube cooler 15 to the ultrafiltration separation unit 12.

150 899150 899

Roztwór ten na zasadzie przelewu prowadzi się poprzez płyty filtru, przy czym cząsteczki o masie powyżej 150000 zostają zatrzymane. Prędkość odcieku przesączu jest przy tym równa około 80—140 litrów/h przy wyjściowym ciśnieniu 0,1—0,3 MPa. Aktywność inwertazy w przesączu wynosi przy tym poniżej 0,5%.The overflow solution is passed through the filter plates, particles with a mass greater than 150,000 being retained. The effluent rate of the permeate is approximately 80 to 140 liters / h at an initial pressure of 0.1 to 0.3 MPa. The invertase activity in the filtrate is less than 0.5%.

Roztwór, otrzymany po filtracji klarującej, zatęża się drogą ultrafiltracji do 1/10 objętości. Koncentrat, otrzymany po ultrafiltracji, rozcieńcza się następnie wodą w stosunku 1 : 1 i w celu dalszego oczyszczenia diafiltruje w obiegu poprzez jednostkę rozdzielania ultrafiltracyjnego 12, aż ponownie osiągnie się wyjściową objętość koncentratu.The solution obtained after the clarification filtration is concentrated to 1/10 volume by ultrafiltration. The concentrate obtained after ultrafiltration is then diluted 1: 1 with water and, for further purification, circulated diafiltered through the ultrafiltration separation unit 12 until the original concentrate volume is reached again.

Wskutek blokowania obiegu ultrafiltracji przesyła się ultra- lub diafiltrowany koncentrat, znajdujący się w zbiorniku pośrednim 10, pompą dozującą 16 poprzez chłodnicę 15 do jednostki rozdzielania mikrofiltracyjnego 13.Due to the blocking of the ultrafiltration circuit, the ultra- or diafiltered concentrate in the intermediate tank 10 is transferred by a dosing pump 16 through a cooler 15 to a microfiltration separation unit 13.

Zawarte w koncentracie, denaturowane białka oraz mikroorganizmy, obniżające jakość produktu, oddziela się w tej jednostce. Wspomnianą aktywną powierzchnię filtracyjną nastawia się na przepustowość około 20 litrów /h, przy czym wejściowe nie powinno być większe od 0,3 MPa.The denatured proteins and microorganisms that reduce the quality of the product contained in the concentrate are separated in this unit. Said active filter surface is set at a throughput of about 20 liters / h, the input should not be greater than 0.3 MPa.

Oczyszczony, zatężony i odkażony roztwór inwertazy umieszcza się w termostatowanym mieszalniku 17 i tu miesza z gliceryną w stosunku 1:1, tym samym stabilizując roztwór. Wydajność stabilizowanego roztworu inwertazy wynosi 90 kg (75% w odniesieniu do wprowadzonych aktywnych drożdży piekarnianych).The purified, concentrated and decontaminated invertase solution is placed in a thermostatic mixer 17 and mixed with glycerin in a 1: 1 ratio, thereby stabilizing the solution. The yield of the stabilized invertase solution is 90 kg (75% with respect to the introduced active baker's yeast).

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Biotechniczny sposób wytwarzania inwertazy z aktywnych drożdży piekarnianych, w którym z aktywnych drożdży piekarnianych o zawartości 30—33% suchej substancji drożdżowej (zwanej skrótowo HTS) sporządza się za pomocą wody zawiesinę o zawartości około 10% HTS i nastawia się jej temperaturę 10—12°C,znamienny tym, że komórki drożdżowe tej zawiesiny nieprzerwanie rozdrabnia się w znanym młynie wrzecionowym za pomocą mikroperełek szklanych o średnicy 0,5—1,2 mm i prędkości obrotowej wału mieszadła 2500—4000 obrotów /minutę, po czym w znanym separatorze uzyskuje się roztwór zawierający inwertazę, przy czym przed odszlamowaniem przerywa się dopływ zawiesiny i wirnik dopóty płucze się wodą, aż u ujścia produktu wystąpi klarowna woda, następnie roztwór ten poddaje się zwykłej filtracji klarującej za pomocą filtru przepływowego, przy czym warstwy filtracyjne wykazują przepuszczalność 425—475 litrów /h-m2, strony klarujące tych warstw filtracyjnych są dodatkowo podłożone bibułą filtracyjną i przed rozpoczęciem filtracji klarującej te warstwy filtracyjne w ciągu około 20 minut płucze się wodą, przy czym różnica ciśnień u wlotu i wylotu filtru podczas tej filtracji jest nie większa od 200—250 kPa, filtr przepływowy włącza się tak, żeby obok procesu filtracji był możliwy obiegowy sposób ruchu i otrzymaną pozostałość klarowanego roztworu inwertazy ponownie poddaje się separacji, po czym roztwór doprowadza się do złożonego urządzenia, ultra- i mikrofiltracyjnego w taki sposób, że roztwór najpierw przeprowadza się przez jednostkę rozdzielania ultrafiltracyjnego, poddaje się obiegowi diafiltracji i następnie prowadzi się przez jednostkę rozdzielania mikrofiltracyjnego, przy czym przepuszczalność stosowanych w jednostce rozdzielania ultrafiltracyjnego membran wynosi 80—140 litrów/h-m2, ciśnienie wejściowe wynosi 0,15—0,4 MPa, ciśnienie wyjściowe zaś 0,1—0,3 MPa, i między membranami a płytami odprowadzającymi filtru jest umieszczona tkanina podporowa, przykładowo materiał włókninowy, roztwór ten najpierw zatęża się do około 1/10 dzięki jednostce rozdzielania ultrafiltracyjnego, po czym koncentrat ten w stosunku 1 :1 rozcieńcza się wodą i diafiltruje w obiegu dopóty, aż ponownie uzyska się wyjściową objętość koncentratu, następnie ten oczyszczony roztwór koncentratu inwertazy przeprowadza się przez jednostkę rozdzielania mikrofiltracyjnego, przy czym średnica porów stosowanego materiału mikrofiltracyjnego wynosi 0,2 μπι, ciśnienie wejściowe jest nie większe od 0,3 MPa, a materiał filtracyjny, tak jak w przypadku jednostki rozdzielania ultrafiltracyjnego, jest zaopatrzony w tkaninę podporową, i następnie roztwór koncentratu inwertazy stabilizuje, standaryzuje i konfekcjonuje się w zwykły sposób.Biotechnical method for the production of invertase from active baker's yeast, in which active baker's yeast containing 30-33% dry yeast substance (abbreviated as HTS) is slurried with water with a content of about 10% HTS and its temperature is adjusted to 10-12 ° C method, characterized in that the yeast cells of this suspension are continuously crushed in a known spindle mill with glass microbeads with a diameter of 0.5-1.2 mm and a stirrer shaft rotational speed of 2500-4000 rpm, and then in a known separator it is obtained invertase-containing solution, the slurry feed is interrupted before desliming and the impeller is rinsed with water until clear water appears at the outlet of the product, then the solution is subjected to the usual clarification filtration by means of an in-line filter, the filter layers having a permeability of 425-475 liters / hm 2 , the clarifying sides of these filter layers are additionally supported with filter paper and d the start of the clarifying filtration, these filter layers are rinsed with water for about 20 minutes, the pressure difference between the inlet and outlet of the filter during this filtration is not greater than 200-250 kPa, the in-line filter is turned on in such a way that, apart from the filtration process, circulation is possible the mode of movement and the obtained residue of the clarified invertase solution are separated again, after which the solution is fed to a complex ultra- and microfiltration device in such a way that the solution first passes through the ultrafiltration separation unit, is subjected to a diafiltration circuit and then passes through the unit microfiltration separation, the permeability of the membranes used in the ultrafiltration separation unit is 80-140 liters / hm 2 , the input pressure is 0.15-0.4 MPa, the output pressure is 0.1-0.3 MPa, and between the membranes and the plates a supporting fabric, for example a non-woven material, is arranged to discharge the filter, this solution is first concentrated to about 1/10 by means of an ultrafiltration separation unit, the concentrate is then diluted 1: 1 with water and recirculated diafiltered until the original concentrate volume is again obtained, then this purified invertase concentrate solution is passed through a microfiltration separation unit, the pore diameter of the microfiltration material used is 0.2 μπι, the input pressure is not more than 0.3 MPa, and the filter material, as in the case of the ultrafiltration separation unit, is provided with a support fabric, and then a concentrate solution invertases are stabilized, standardized and packaged in the usual way. 150 899 ι~~ι150 899 ι ~~ ι OJOJ Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 1500 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies. Price 1500 PLN
PL26883787A 1986-11-20 1987-11-16 Biotechnical process for obtaining beta fructofuranosidase PL150899B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD29645986 1986-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL268837A2 PL268837A2 (en) 1988-07-07
PL150899B2 true PL150899B2 (en) 1990-07-31

Family

ID=5584016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL26883787A PL150899B2 (en) 1986-11-20 1987-11-16 Biotechnical process for obtaining beta fructofuranosidase

Country Status (7)

Country Link
CS (1) CS271100B1 (en)
DE (1) DE3735534A1 (en)
FI (1) FI875028A (en)
FR (1) FR2607148B1 (en)
GB (1) GB2198731B (en)
HU (1) HUT48680A (en)
PL (1) PL150899B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3915616C1 (en) * 1989-05-12 1990-06-21 Gesellschaft Fuer Biotechnologische Forschung Mbh (Gbf), 3300 Braunschweig, De

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1460030A (en) * 1972-11-29 1976-12-31 Anheuser Busch Yeast protein isolate yeast glycan and yeast extract
US3848812A (en) * 1973-02-26 1974-11-19 Scp Exploatering Ab Process for extracting protein from microorganisms
DE3237896A1 (en) * 1982-10-13 1984-04-19 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl METHOD FOR THE BIOLOGICAL PRODUCTION OF MICROBIAL METABOLITES AND ENZYMS

Also Published As

Publication number Publication date
FR2607148B1 (en) 1991-01-11
HUT48680A (en) 1989-06-28
CS754387A1 (en) 1989-09-12
FR2607148A1 (en) 1988-05-27
GB8726655D0 (en) 1987-12-16
FI875028A (en) 1988-05-21
GB2198731B (en) 1990-09-12
FI875028A0 (en) 1987-11-13
CS271100B1 (en) 1990-08-14
PL268837A2 (en) 1988-07-07
GB2198731A (en) 1988-06-22
DE3735534A1 (en) 1989-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101307709B1 (en) Enzyme-assisted soluble coffee production
Lee et al. L-asparaginase from Erwinia carotovora: an improved recovery and purification process using affinity chromatography
CN105063153B (en) A kind of preparation method of food-grade low salt ocean fish oligopeptide powder
CN105567672A (en) Compositions comprising high concentration of biologically active molecules and processes for preparing the same
CN105506045A (en) Efficient preparation technology for low-bitterness and high-quality soybean peptide
WO2020187169A1 (en) Device for preparing xylitol by integrating evaporation, crystallization and centrifugal separation, and control method therefor
CN1423532A (en) Enzymatic processing of rice bran to produce edible products
CN101869169B (en) Method for preparing fish oligopeptide from gurry by combining fermentation and membrane technology
CN106349742A (en) Membrane treatment system for extracting corn peptide and corn yellow pigment and treatment technology
EP4467002A1 (en) Method for preparing starch and non-thermal-denaturation protein powder by using rice as raw material
PL150899B2 (en) Biotechnical process for obtaining beta fructofuranosidase
CN101302505B (en) Method for separating and extracting alfapsin
US5061627A (en) Method for preparing enzymes from crustaceans
CN102180991B (en) Comprehensive utilization method of pumpkin
EP0404817B1 (en) Subtilisin crystallization process
CN106086139A (en) A kind of method utilizing fresh-water fishes noggin enzymolysis to prepare fish head polypeptides
CN106518642A (en) Emodin extraction process
CN1721440A (en) Process for preparing thymosin
CN108191991A (en) A kind of method of purification of Polysaccharide in Pleurotus eryngii
RU2488634C1 (en) Method to produce dna from salmon roe
CN113481259A (en) Method for extracting starch syrup and rice protein isolate from broken rice
CN221370882U (en) Ultrafiltration liquid decoloration edulcoration system
JP3371783B2 (en) Cell isolation method
JP2003092996A (en) Method for producing composition containing imidazole dipeptides
RU2044772C1 (en) Process for preparing rennin