196240. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás izoklükoz előállítására
196240 2 ''mái jelenti. A glükóz-oldat készítéséhez felhasznált glükózt tisztaságától, illetve minőségétől füg: gően a glükóz-fruktóz-oldat fent említett 42 tö’ ineg% fruktóz-tartalmának (szárazanyag) eléréséhez a katalizátort kb. 44—47% izomerizációs fokot biztosító térsebességgel kell átáramoltatni. : Amennyiben a hordozó-katalizátor készítése so- i rán a glükóz-izomeráz-aktivitást Streptomyces al• bus glükóz-izomerázzal biztosítjuk, a glükóz-oldatot különösen előnyösen kb. 7,0—8,5 pH értékre állítjuk be és a glükóz-oldatot különösen előnyösen kb. 55 — 65 °C-ra melegítjük. Streptomyces albus gliikóz-izomeráz felhasználása esetén az izomerációt oly módon is elősegíthetjük, hogy a glükóz-oldathoz kobalt(II)- és mag; nézium(II)-ionokat adunk, kb. 0,1—2 ppm kobaltul) és kb. 10 —200 ppm magnézium(II) 'mennyiségben. A kobalt(II)- és magnézium(II)ionokat célszerűen vízoldható sóik (pl. kloridok vagy szulfátok) alakjában alkalmazhatjuk. Előnyösen járhatunk el továbbá oly módon, hogy a glükóz-oldathoz stabilizáló mennyiségben ; valamely antioxidánst adunk. így az oldathoz különösen előnyösen kén-dioxidot adhatunk, kb. ;100—600 ppm mennyiségben, alkálifém-szulfit vagy alkálifém-hidrogén-szulfit alakjában. A kapott glükóz-fruktóz-oldat végső felhasználása előtt a nemkívánatos ionos komponenseket (pl. ízrontó ionokat) a glükóz-fruktóz-oldatból kation- és anion-cserélőn előnyösen eltávolíthatjuk. Az oldatott adott esetben sziruppá bepárol‘hatjuk. A kereskedelmi forgalomban pl. Isosirup, .Isomerose vagy Isoglucose néven szerezhetők be ilyen szirupok. Eljárásunk további részleteit az alábbi példákban ismertetjük anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. V. példa Általános eljárás • Valamennyi példánál „szilícium-dioxid-alapú hordozón előállított, glükóz-izomeráz-aktivitással rendelkező katalizátor” gyanánt a 2726188 sz. német szövetségi köztársaságból i közrebocsátási irat szerint előállított katalizátort alkalmazunk. 5 g fenti katalizátort a reaktorba töltünk. A katalizátoron 60°C-ra melegített, az alábbiakban megadott összetételű glükóz-oldatot áramoltatunk keresztül. A térsebességet (a katalizátort tartalmazó reaktor-térfogatra vonatkoztatva) oly módon állítjuk be, hogy az izomerizációs fok a teljes üzemeltetési idő alatt állandóan 46,5% legyen. A kifolyó szubsztrátum-oldat izomerizációs fokát polarimetriásan méljük. A katalizátor és az eljárás fontosabb paramétereit az alábbiakban ismertetjük. Katalizátor Hordozó SiO, Aktivitás-felvétel 900Ö E/g Szemcsenagyság 0,1—0,2 mm Rázatott tömeg (száraz) 0,45 kg/l Glükóz-oldat Szubsztrátum 45 tömeg% glükóz vizes oldatban Ko-faktorok 120 ppm Mg(II) 1 ppm, Co(II) 200 ppm S02 (Na2SOj alakjában) pH-érték 7,5 Szubsztrátum sűrűsége 1,2 kg/l Eljárási körülmények Szubsztrátum bemeneti hőmérséklete 60 °C Izomerizációs fok 46,5% Kezdeti térsebesség 13,0 óra-1 A glükóz-izomeráz-oldat aktivitásának meghatározása ' A katalizátor készítéséhez felhasznált glükózizomeráz-oldat aktivitását Takasaki módszerével határozzuk meg (lásd: Y. Takasaki Ag. Bioi. Chem. Voí. 30, 12. sz., 1247-1253, 1966 és Z. Dische és E. Borertfreund: J.—Bioi. Chem. 192, 583, 1951). Aktivitás-egységen (E) az adott inkubációs körülmények között 1 mg fruktóz képzéséhez szükséges enzim-mennyiséget értjük. Inkubációs körülmények: Hőmérséklet 65 °C Reakcióidő 1 óra Szubsztrátum 0,1 mól glükóz. H20 (Merck 8342) 0,05 mólos foszfát-pufferben, pH=8,0,0,0004 mól MgS04 jelenlétében. A katalizátor és a katalizátort felhasználó eljárás alapvető jellemzője az aktivitás-csökkenés felezési idején, valamint a kiindulási aktivitás 20%-ra való csökkenéséig (20%-os maradék aktivitás) eltelt üzemelési időn (20% = maradék aktivitás, a kezdeti aktivitásra=100% vonatkoztatva; ez az érték tekinthető a még gazdaságosan értékesíthető katalizátor aktivitás alsó határának) kívül a termelékenység. Termelékenységnek azt a szubsztrátummennyiséget tekintjük (kg szárazanyagban kifejezve), amely előre megadott izomerizációs fok mellett 1 kg katalizátor által a kiindulási aktivitás 20%-ra való csökkenéséig feldolgozható. 1.1. példa Találmányunk szerinti eljárás E példa szerint a találmányunk tárgyát képező eljárás segítségével glükózt és fruktózt tartalmazó, 46,5% izomerizációs foknak megfelelő oldatot állítunk elő. Az 1. példában megadott általános eljárás szerint a következőképpen járunk el. 5 g, az 1. példa szerint megadott, 9000 egység/g glükóz-izomeráz-aktivitású, szilícium-dioxid hordozó alapú katalizátort mérünk a reaktorba. Az 1. példa szerinti, az alábbiakban megadott összetételű, 7,5 pH értékű és 1,2 kg/liter szubsztrátumsűrűségű vizes glükóz-oldatot 60 °C-ra melegí-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
