160504. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cellulóztartalmú kiindulási anyagok enzimatikus hidrolizisére

160504 A találmány szerint ezt a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a eellulóztairtalmú anyag hidrolízisét előnyösen savas és/vagy lúgos feltárással, emelt hőmérséklet és/vagy nyomás alkalmazásával végezzük. 5 A találmány szerinti feltárás lehetővé teszi, hogy a cellulózt a kísérő anyagoktól résziben megszabadítsuk. E célból az aprított növényi anyagaidat ímegfelélő mennyiségű alkáli és/vagy 10 savoldattál elegyítjük és több órán át szobahőf okon vagy ennél magasabb hőmérsékleten, nyomás alatt vagy .anélkül keverjük. Ily módon a növényi szerkezetet fellazítjuk és átalakítjuk, s így az elkövetkező enziimiatifcus behatással köny- l5 nyebben lebontható. A savas vagy lúgos feltáróoldat még szerves nitrogénvegyületeiket és ásványi anyagokat tartalmaz, amelyek a cukrok mellett az erjesztési 2

n folyamatnál és a különböző mikrobiológiai fermentációs eljárásoknál értékesíthetők. A növényi sejtfalak enzimatikus hidrolízisénél igen fontos, hogy az enzimeik a hatásukat a reakcióelegyban teljes mértékiben kifejtsék, és hogy a nativ cellulóznak az enzimes kezelés iránti érzékenységét növeljük. A fő (probléma a celluláztartafcnú növényi sejtfalaknak az enzimatikus hidrolízis iránti érzékenységének növelése, kiváltképpen Savas, lúgos és/vagy hő- és nyomás-kezeléssel. A cellulóznak a celluláz iránti érzékenységét a kiindulási anyagnak az aprítás (őrlés) alatti melegítése is elősegíti, ahogy ezt Katz és Reese is megállapították [Appl. Mikrohiol. 16, Nir. 2. 41i9 Í(1Í968)]. •so 35 A találmány szerinti eljárást a következőképben kivitelezzük: a) A hidrolízis megfelelően aprított anyagát (a 40 részecskék átmérője 0,1—3 mm) 0,2—3%-os H^SO/i-el elegyítjük és nyomás és/vagy hőmérséklet alkalmazásával feltárjuk, majd a szilárd alkotórészeket a savas oldatból ismert módon elkülönítjülk. A maradékot vízben oldjuk, az 45 oldat p>H-értékét 4.i5-re beállítjuk és ezt követően optimális hőmérsékleten keverés közben keverék enzim-készítménnyel hidrollizáljuk. Az enzimkészítiményt. a légszáraz kiindulási anyagra számítva 0,1—2% mennyiségben alkalmazzuk. A keverék enzimkészítmény összetétele a következő: 55 Kb. 30—i80 egység Cx-oelluláz/img és Kib. 10—40 egység Gi-celluláz/mg és/vagy Kb. 5—20 egység1 'ß-glukozidaz és/vagy cellolbióz és/vagy Kb. 5—25 egység hemicelluláz/mg A C\ és Cx

celluláz azonosítására alkalmas adatok megtalálhatók C. (Rainbow and A. H. Rose Biochemistry of Industrial Miero-orgainismo, Academic Press London and New York 1963. szakkönyv 492. oldalán. 85 Az anzimkészíitményt egy specifikus Aspergillus miger törzsből állítottuk elő. A celluiázakítivitás analinikai meghatározását fcarboximetilcellulózzal illetve szűrőpapírral mint szubsztráttal végeztük. A '/í-glukozidáz-tartalom meghatározására sziubsztrátkiént szaliciin-oldatat (szaligemn-|/?-iD^glukozid) használtunk. Az egyes enzimek aktivitását az Amano Pharmaceutical Co. I.td. Nagoya, Japán cég adatai alapján határoztuk meg. A savas feltáróoldaitban jelenlevő fur fur olt az oldat hőkezelésével ismert módon elkülönítjük. A savas és enziimatiküs hidrolízissel kapott termékeket egyesítve, a teljes hidrolizátum a iégszáraz kiindulási anyagra számítva 20—30% redukáló anyagot tartalmaz (glukózra számítva) és élesztőgyártáshoz lés más mikrobiológiai szántézisekhez használható. b) A hidrolízis megfelelően aprított anyagát 0,5—5%-os vizes alkálioldatital >(pl. nátriumhidroxid, káliumhidroxid, nátriumhidrogónkarbonát, ammónia vagy mésztej) elegyítjük és adott esetben hőmérséklet ós/vagy nyomás alkalmazásával állandó keverés közben feltárjuk. A pH-értékét az enzimnek megfelelő optimális értékre szerves vagy szervetlen savval, így sósavval, kénsawal, foszforsawal vagy ecetsavval beállítjuk, a szilárd alkotórészeket az oldatból fizikai-mechanikai úton elkülönítjük és a maradékot az a) alatt említett enzimkészítményelkikel vizes oldatban hidrolizáljuk. Az anzimatiikus hidrolízishez az enzimkészítmiányt a légszáraz kiiinduláai anyagra számítva 0,1—2% mennyiségiben alkalmazzuk. A két hidrolízis terimékeit egyesítve, a teljes hidrolizátum a kiindulási anyagra számítva 20'— 30% redukáló anyagot tartalmaz (glukózra számítva). A találmány szerinti eljárás kiviteli módját az alábbi példák közelebbről szemléltetik. 1. példa: 10 kg finomra őrölt szalmát 100 1 0,5%-os >(súry/iténf.) kénsavval elegyítünk, majd autoklávban 136 °C-on 30 percen át melegítjük. Ezt követően az oldhatatlan részeket szűréssel vagy szeparálással elkülönítjük. A szűrlet pH-értékét lúggal 3,8-ra .beállítjuk. A vissz amaradt oldhatatlan részeket vízzel mossuk, majd 90 1 csapvízzel elegyítjük. Az elegy pH^értókét 1 N NaOH-val 4,<5-re beállítjuk, majd 20 g alábbi összetételű enzimlkészítményt adunk hozzá: 15 Ne l/J-glukozidáz és cellobiáz/mg 60 Ne Cx

celluláz/mg 30 Ne Ct

icelluláz/mg és 15 Ne hemiicelluláz/mg. A hidrolízist 40 °C hőmérsékleten, 4,5 pH-értéken több (5—10) .órán át végezzük. 2