182404. lajstromszámú szabadalom • Eljárás glukozon előállítására
3 182404 tartalmaz, amelynek jelenléte elősegíti a hidrogénperoxid gyorsabb kilépését az első reakciózónából, a féligáteresztő membránon keresztül. Az ezen foganatosítási mód keretében alkalmazható redukálószerek a szakember számára jól ismertek ; számos különböző rendszer tartozik ezek közé, pl. szerves redukálószerek, anionok, kationok és enzimek. A szerves redukálószerekre példaként az aldehideket említjük meg, amelyek könnyen oxidálhatok a megfelelő karbonsavakká. Redukáló anion pl. az oxalát, szulfit, foszfit és a jodid ion. A redukáló kationok számos kationt jelenthetnek, amelyek változó vegyérték-állapotban fordulhatnak elő; ilyenek pl. az átmeneti fémek, mint a Fe, Co, Ni, Cr stb. A redukáló enzimek könnyen hozzáférhetők számos természetes anyagban való előfordulásuk révén ; ilyen pl. a kataláz és a peroxidáz, A Jcataláz élesztőben, tojásban és vérben fordul elő, míg a peroxidáz a tormából különíthető el. X’ jpjisödik re'akciózónában jelenlevő redukálószer mennyisége néni kritikus, de ezt előnyösen olyan koncentrációban alkalmazzuk, hogy lényegesen csökkentse az első reakciózónában keletkező hidrogénperoxid mennyiségét. így a redukálószer sztöchiometrikus menynyísége a hidrogénperoxidnak az első reakciózónából való teljesebb eltávolítását biztosítja. A sztöchiometrikusnál nagyobb mennyiségek alkalmazása különösen azokban az esetekben előnyös, amikor a kiválasztott redukálószer könnyen hozzáférhető és gazdaságos. A redukálószer sztöchiometrikusnál kisebb mennyiségeinek alkalmazása természetesen ugyancsak a találmány oltalmi körébe tartozik, de kevésbé hatékony. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott membránok azt a célt szolgálják, hogy két reakciózónát hozzanak létre és lehetővé tegyék a hidrogénperoxid vándorlását az elsőből a második zónába. A membránoknak ezért megfelelő pórus-nagyságúnak kell lenniük annak érdekében, hogy lehetővé tegyék a hidrogénperoxid vándorlását, de megakadályozzák az első reakciózónában keletkező nagyobb molekulák áthaladását. Ilyen membránok a kereskedelemben könnyen beszerezhetők ; ezek annak az oldott anyagnak a molekulasúlyával jellemezhetők, amelyek a membránon át tudnak haladni. A találmány szerinti eljárásban olyan membránok alkalmazhatók, amelyek kb. 100-nál, előnyösen 50-néI kisebb molekulasúlyú anyagok áthaladását teszik lehetővé. A hidrogénperoxid annak következtében vándorol át vagy halad át az említett membránon, hogy a rendszer egyensúlyi állapot elérésére törekszik, ami a H202 relatív koncentrációit — a membrán két oldalán — illeti. Amikor a hidrogénperoxid koncentrációja az első zónában nő, a H202 egyensúly beállásáig átvándorol a második zónába. Redukálószemek a második zónában való alkalmazása növeli a hidrogénperoxidnak a membránon való átáramlási sebességét, a második zóna irányában, az egyensúly eltolása révén. Ezért általában előnyben részesítjük a redukálószer alkalmazásával járó foganatosítás! módot. A találmány szerinti eljárás alkalmazása jelentős előnyökkel jár, különösen a gkulózon fruktózzá való további feldolgozásával kapcsolatban. A hidrogénperoxidnak az első reakciózónából való elvándorlási sebessége természetesen befolyásolja a glukóz enzimes oxidációjának sebességét olymódon, hogy a reakció teljesebb mértékben megy végbe és a reakcióidő rövidebb lehet, mint amekkorára általában szükség van. Továbbá: az első reakciózóna lényegében mentes a szennyező anyagoktól, amelyek elsősorban a második reakció-zónában fognak felhalmozódni, amelyben a keletkezett hidrogénperoxidot reagáltatjuk. Az első reakciózónában keletkezett glukózon-oldat mint ilyen használható fel a hidrogénezési lépésben vagy betöményíthető, vagy tetszés szerinti egyéb módon feldolgozható. A glukózon-oldat lényegében mentes a szennyező anyagoktól — eltekintve bizonyos mennyiségű nem-reagált glukóztól vagy glukóz-dimertől vagy trimertől —, illetőleg a reakcióban felhasznált glukózzal bevitt esetleges szennyezésektől. Az eredetileg alkalmazott glukóz rendszerint egy glukózegységeket tartalmazó természetes anyag (általában keményítő) hidrolizátuma, amely a keményítő hidrolízise során keletkező oldható szennyezéseket, pl. más szénhidrátokat (így maltózt) tartalmaz. Az első zónában kapott reakciótermék redukciója tehát olyan terméket, fruktózt eredményez, amely az élelmezési minőséget befolyásoló szennyezésektől aránylag mentes lesz. A szennyezések ugyanis kizárólag a természetes glukóz-forrásokból, pl. keményítőből, különösen a kukoricakeményítőből származnak. A találmány szerinti eljárásban bármilyen membrán alkalmazható, amelyet vizes rendszerekben általában felhasználnak ; ezek köre igen tág. A membránok általában nylonból, síiről polimerből — rendszerint polistirolból, teflonból — vagy cellulóz-észterből (pl. celiulóz-acetátból vagy propionátból) készülnek. Az első foganatosítási, mód szerint a membránt egy rektorban helyezzük el, ilymódon két zónát alakítunk ki a zónák tartalma véletlen elegyedésének megakadályozására. Egy második foganatosítási mód szerint különböző reaktorok kapcsolhatók össze a kiválasztott membránnal, az összekötésnél biztosítva a szükséges érintkezési felületet. Annak érdekében, hogy maximális mértékben biztosítsuk a hidrogénperoxidnak az első zónából a második zónába való átvándorlását, természetesen előnyben részesítjük nagyfelületű membránok alkalmazását ; ebből a szempontból az első foganatosítási mód előnyösebb. A glukóz-2-oxidáz enzim vizes enzim-oldat, rögzített enzim vagy rögzített sejtek vagy micélium vagy szabad sejtek vagy micélium alakjában alkalmazható. Mivel az enzim intracelluláris, rendszerint a kiválasztott mikroorganizmus sejtjeit vagy micéliumát használjuk fel olymódon, hogy ezeket egyszerűen szuszpendáljuk a reakcióelegyben, amelyben enzim-promotorok és -védőanyagok is jelen lehetnek. Az említett Folia Microbiol, 23, 292—298, 1978. cikk szerint pl. fluorid ionok jelenléte elősegíti a glukóz O. mucida segítségével végzett enzimes oxidációját. Ugyancsak alkalmazhatunk enzimvédőanyagokat, pl. Co, Mn és Mg sókat. Az enzimes oxidációs reakciót addig folytatjuk, amíg az lényegében teljes mértékben végbemegy ; a végpont a reakcióejegy vizsgálata alapján határozható meg, pl. alikvot minták felhasználásával a glukóz-tartalom meghatározására, vagy a glukózon kolorimetriás meghatározásával, vagy a hidrogénperoxid meghatározásával. Az enzim hatóképességétől vagy aktivitásától függően kb. 24—48 órás reakcióidők általában kielégítőnek tekinthetők. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott glukóz-2- -oxidáz előállítására számos különböző mikroorganizmus használható fel. Az irodalomban erre a célra pl. a következő mikroorganizmusokat írják le : 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
