197774. lajstromszámú szabadalom • Javított szerves oldószeres eljárás keményítő típusú növényi anyagok és lignincellulóz hidrolitikus elcukrosítására
197774 jelenléte és a magas hőmérséklet ellenére. A cukorkomplexek stabilitása alapvetően befolyásolja az oldott cukrok magas kihozatalát és koncentrációját. A különböző cukor-aceton-komplexek illékonyságuk és oldékonyságuk alapján könnyen szétválaszthatok, amennyiben ez szükséges a cukrok további felhasználására. A víz jelenléte és a cukrok savas közegben való korlátolt stabilitása következtében szükségessé válhat a vizes oldat semlegesítése az illékony oldószer eltávolítása előtt. A visszamaradó szirupban lévő cukrokat ezután vízmentes acetonnal, 3 térfogat% sav jelenlétében 4—6 órán át állni hagyjuk, amíg az összes cukor oldatba nem megy, és a megfelelő aceton-komplexek kialakulnak. Az így készített cukor-komplexeket víz hozzáadása és lúggal vagy ioncserélő történő semlegesítés után egy megfelelő szerves oldószerrel (mint például etil-acetát, kloroform vagy dietil-éter) folyékony-folyékony fázisú extrahálással és az oldószer elpárologtatósával kristályos formában, nagy tisztasági fokkal nyerjük ki. Az így nyert szilárd cukor-komplex keveréket ismét feloldjuk vízben és óvatos savadagolással vagy ioncserélő gyanta segítségével szelektíven hidrolizáljuk. Ezután a nem hidrolizált cukor-komplexeket ismét szerves oldószerrel kivonjuk, míg vizes oldatban visszamaradt redukáló cukrokat semlegesítés után besűrítjük és kristályosítjuk. Máskülönben a kevert cukor-komplexeket közös savas kezeléssel (3 térfogat%) redukáló formájúvá alakíthatjuk át. A cukoroldat ily módon való kezelésével az úgynevezett cukor reverzió (1,6-glükozid kötésű oligomerek, magas hőmérsékleten történő képződése) teljesen elkerülhető. A találmány szerinti eljárást a következő példákkal kivágjuk megvilágítani. 1. példa 1000 g, egyébként etetésre alkalmazott kukoricalisztet készítünk egy darálógépen. A darálást addig folytatjuk, míg az összes anyag 0,9 mm-es szitán át nem ment. A kukoricaliszt nedvességtartalma 16 tömeg% volt. A szárazanyagra vonatkoztatott kémiai összetétel a következő volt: etanol és benzol 50:50 tömegarányú elegyében oldható anyag: 5 tömeg%; ásványi anyag tartalom: 1,4 tömeg%; keményítő: 71 tömeg% és meghatározatlan veszteség: 5,4 tömeg%. 7 A gyenge savas és a/ß-amil0z hidrolízis után kapott, nem hidrolizált szilárd anyag mennyisége 16,4 tömeg%-a volt a kiindulási anyag száraz tömegének, és erős (72 t%) kénsavval szobahőmérsékleten való kezelés után mindössze 0,2% volt a tőmegveszteség (tehát további szénhidrátokat nem tartalmazott). A hidrolízis során felszabadított redukáló cukrok összmennyisége a kiindulási kukoricaliszt 81 tömeg%-át tette ki, vagyis 0,899 g redukáló cukrot tartalmazott grammonként. A gyenge savas kezelést 130°C-on, az a-amiláz kezelést 65°C-on és a ß-amiläz kezelést 45°C-on hajtottuk végre. A savas kezelés alatt a szubsztrátum.savoldat tömegaránya 1:8 volt és a hevítést 2 órás állás után (előduzzasztás) egy autoklávban gőz segítségével hajtottuk végre. A szerves oldószeres kísérleteket egy üveggel bélelt, rozsdamentes, magasnyomású tartályban hajtottuk végre. Egy gramm száraz kukoricaliszthez 10 ml savanyított vizes acetont adtunk és a nyomás alá helyezhető tartály lezárása után azonnal a megfelelő hőmérsékletre hevítettük glicerin-fürdőben. A reakcióidők minden esetben magukba foglalják a felhevítéshez szükséges időt. Az acetonos kezelés után a fel nem oldott szilárd anyagot üvegszűrőn először 50 térfogat%-os acetonnal, majd 2,5 ml meleg vízzel mostuk és exszikkátorban foszfQr-pentoxid felett megszárítottuk. A fel nem oldott anyagban lévő maradék cukor mennyiséget a már fentiekben leírt gyenge savas/enzimes eljárással oldottuk ki a savanyított fenolos reakció után spektrofotometrikus úton határoztuk meg Az acetonos cukoroldatokat, melyek a fő hidrolízisből és a nem hidrolizált anyag mosásából származtak, összegyűjtöttük, majd vákuumdesztillálás után közel 25 ml-re sűrítettük be, finom szűrőn 1 cm vastag aktív szénágyon átszűrtük és a szénágyat addig mostuk langyos vízzel, míg az semleges pH-t nem mutatott (3,5 ml). Az oldatot újólag 3 tömeg% savkoncentrációra állítottuk be ásványi savval, majd ismét 20 percig autoklávban 100— 105dC-ra hevítettük és 25 ml-re koncentráltuk. Az oldat cukortartalmát a savanyított fenolos spektrofotométeres eljárással határoztuk meg. Az alábbi 1. táblázatban az acetonkoncentráció hatását 180°C hőmérsékleten 0,04 N (0,190 tömeg%) kénsavkoncentráció mellett mutatjuk be. 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5
