193380. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú, legalább 95 % fruktóz tartalmú kristályos D-fruktóz előállítására
1 193380 Eljárás nagytisztaságú, legalább 95 m% fruktóz tartalmú kristályos D-fruktóz előállítására. A D-fruktóz az élő szervezet fontos energiaforrása; a sejtek inzulin nélkül is hasznosítani tudják, ezért diabetikus mellitusban szenvedő betegek is fogyaszthatják. A D-fruktóz édesítőképessége jelentős, a fruktóz 5°C hőmérsékleten 1437-szer édesebb, mint a cukroz, 40°C-on azonos édességű, szobahőmérsékleten 10%-os oldatban a D-fruktóz 1,2-szer édesebb, mint a szukróz. A D-fruktóz gyümölcsökben, mézben, továbbá szukrózban D-glukóz mellett fordul elő. Vizes oldatban 25°C hőmérsékleten nagyrészt ß-D-fruktopiranoz szerkezetű, mintegy 22% ß-D-fruktofuranozzal tart egyensúlyt. A D-fruktopiranoz a és ß izomer alakban fordul elő, mindkét izomer balra forgató. Alkoholból színtelen, 102—104°C-on olvadó prizmák formájában kristályosodik. A színtelen, kristályos D-fruktóz enyhén higroszkópos és levegőn való állás közben lassan megsárgul. Vizes oldatban stabilitása a hőmérséklet, a pH és a redoxpotenciál függvénye. Lúgos és savas közegben, különösen magasabb hőmérsékleten gyorsan elbomlik. Kedvező tulajdonságai miatt a D-fruktóz előállítása ipari jelentőségű. Bates és munkatársai [F.J. Bates and Associates, National Bureau of Standards Circular C440, p. 399, Washington (1942)] vizsgálták a D-fruktóz kristályosodásának körülményeit vizes szirupból etanolos kicsapással, és megállapították, hogy az csak rossz termeléssel és igen lassan, hosszú idő alatt valósítható meg. A szukrózból kiinduló enzimatikus D-fruktóz előállítást Koepsell és Rohrman ismertette [F.A. Rohrman, Sugar, 13, 10—11, 18 (1950). U.S. Pat. 2,729,857] Az első nagyipari, csaknem folyamatos, szukrózból kiinduló eljárást Rohrman és munkatársai dolgozták ki. [F.A. Rohrman, Sugar, 13, 10—11, 18 (1950). U.S. Pat. 2,729,857 (1956; Koepsell et al. to U.S.A.) és Sugar Research Foundation, The Pilot Plant Production of Levulose (D-Fructose) (Member Rept. No. 29), December 1951)]. A dextróz oxidációjával történő D-fruktóz ipari előállítást Cantor és Docal ismertették [U.S. Pat. 2,354,664 (Aug, 03, 1944). S.M. Cantor (to U.S.A.) és U.S. Pat. 2,567,060 (Sept. 04, 1951). G.C. Docal (to Sugar Research Foundation)]. A D-fruktóz előállítható vizes szacharóz oldatból dextrin-képző enzim segítségével is; a keletkező dextrin eltávolítása után a D-fruktóz elkülöníthető [U.S. Pat. 2,729,587 (Dec. 26, 1952). I. Harold (to U.S.A.)]. Kisebb mennyiségben előállítható a D-fruktóz oly módon is, hogy invertcukorból a D-glukózt oldhatatlan benzidin-származék, illetőleg nátrium-klorid addíciós vegyület formájában elkülönítik, és ezután a fruktózt kinyerhetik. 2 Az ismert megoldások hátránya, hogy a végtermék hozama nem kielégítő, az előállítás időigényes, a kapott termék tisztasága és stabilitása nem megfelelő. Kellő tisztaságú termék előállítása esetében viszont az ismert eljárások igen költségesek. Ezzel szemben a találmány szerinti eljárás előnye, hogy olcsó kiindulási anyagokból egyszerű eljárással igen jó minőségű, stabil D-fruktózt állíthatunk elő jó hozammal, ipari méretekben. Meglepő módon azt találtuk, hogy a kukoricából nyert, főleg D-glukózt és D-fruktózt tartalmazó koncentrált hidrolizátumból (az un. izoszörpből) kalciumfruktoaton keresztül a találmány szerinti megoldással nagytisztaságú kristályos D-fruktózt nyerhetünk jóhozammal. Hasonlóképpen a találmány szerinti eljárással igen jó minőségű D-fruktóz állítható elő a Helianthus Tuberosus gumójából nyert szörpből (továbbiakban csicsókaszörpből). A találmány szerinti intézkedések lehetővé teszik, hogy az egyébként hőérzékeny és instabil kalciumfruktóáz-komplexet bomlás nélkül elkülönítsük, és a komplexből jó hozammal tiszta D-fruktózt különítsünk el. Az ily módon kapott termék nagy tisztasága következtében nem higroszkópos és stabilan hosszú ideig tárolható. A találmány szerinti eljárásnál alkalmazott tisztítási lépések kevésbé költségesek és egyszerűbbek, mint az ismert megoldások esetében használt műveletek (például oszlopkromatográfiás tisztítás). Ezen körülmények miatt a találmány szerinti eljárás nagyipari méretekben eredményesen alkalmazható. A találmány szerinti eljárást oly módon végezzük, hogy kukorica őrleményből vagy Helianthus Tuberosus gumójából nyert, kiindulási anyagként alkalmazott úgynevezett izoszörp vagy csicsókaszörp összcukor-tartalmát hígítással 9—14 m%-ra állítjuk be, ehhez hozzáadunk az összcukor-tartalomra számítva 4—6 m% darabos izzított klinosorbot, majd a hígított szörpöt, 2—3 mól kalcium-hidroxíd tartalmú, az összcukor-tartalomra számítva 10—20 m% feleslegben vett mésztejjel 5—25°C hőmérsékleten kezeljük, majd a keletkezett csapadékot centrifugálás sal elkülönítjük, a csapadékot hideg vízzel mossuk, ezután hideg vízben szuszpendáljuk, majd a szuszpenzióba 0°C körüli hőmérsékleten széndioxidot vezetünk, a lecsapódó kalcium-karbonátot szűréssel és centrifugálással elkülönítjük, ezután adott esetben a fruktóz tartalmú oldatba kén-dioxidot vezetünk, majd a lecsapódó szervetlen sókat szűréssel eltávolítjuk, és az oldatot aktív szénes derítésnek vetjük alá, ezután a fruktóz tartalmú oldatot csökkentett nyomáson desztillációval betöményítjük, a kapott sürü sziruphoz alkoholt adagolunk, az alkoholos oldathoz a fruktóz tartalomra számítva 6—8 m% 350°C-on izzított klinoszorbot adunk, az ele-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
