202282. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 2-keto-L-gulonsav elválasztására fermentléből
1 HU 202282 B 2 Az aszkorbinsav szintézisének köztiterméke, a 2- keton-L-gulonsav általában a megfelelő mikroorganizmusok fermentlevében kálcium-2- keto-L-gulonát alakjában van jelen. Aszkorbinsavvá alakításához különösen előnyös, ha a 2-keto-L- gulonsav vagy pedig nátriumsója a lehető legtisztább alakban áll rendelkezésre. A 66684/1977 számú és a 62894/1978 számú japán szabadalmi leírásokból ismert a nátrium-2-keto- L-gulonát előállítása, amely gyakorlatilag a kalcium- 2-keto-L-gulonátot tartalmazó fermentléből indul ki. A 62894/1978 számú japán szabadalmi leírás a 2-keto-L-gulon-sav nátriumsójának előállítására az oldatlan anyagoktól mentesített, 25-30% 2-keto-L-gulonsavat tartalmazó fermentléből indul ki. A kalcium-karbonátot nátrium-karbonát hozzáadása után távolítják el, és a 2-keto-L-guIonsav-nátriumsót vizes oldata bepárlása után különítik el. A 2-keto-L-gulonsav-nátriumsó teljes mennyiségének kinyeréséhez szükséges az anyalúg kezelése is. A 66684/1977 japán szabadalmi leírás a 2-keto- L-gu!onsav- nátriumsó előállításához az oldatlan anyagoktól mentesített fermentlevet alkalmazza. A kalcium-karbonát nátrium-karbonáttal távolítják el, és a nátriumsót metanol hozzáadásával választják le. Egyik eljárás sem alkalmas a 2-keto-L-gulonsav-nátriumsónak az aszkorbinsav szintézisét nem zavaró, más kationoktól mentes formában való előállítására. A 221 707 számú európai szabadalmi leírás szerint az oldatlan anyagoktól mentesített fermentlevet hidrogén-ciklusú oszlopon engedik keresztül, majd aktívszénnel kezelik, és nátrium-karbonáttal reagáltatják. Az aktívszenes kezelés ionmentes víz használatát teszi szükségessé. Azt találtuk, hogy a 2-keto-L-gulonsavat jó hozammal lehet előállítani ipari méretekben a kalciumketo-2-L-gulonátot tartalmazó fermentléből egyszerű eljárással, amely könnyen reprodukálható. A fermentáció közege, amely a 2-keto-L-gulonsavhoz vezet, általában a 2-keto-L-gulonsavon kívül ennek kálciumsóját, nem oldódó biomasszát, valamint szerves és szerves és szervetlen szennyezéseket tartalmaz; az ásványi szennyezések lényegében szervetlen anionok, amelyhez fémkationok tartoznak, mint nátrium, kálium vagy magnézium. A találmány szerinti eljárás lényegében a következő műveletek kivitelezéséből áll: 1) a fermentálás közegében lévő nem oldódó részek elkülönítése, 2) a szűrt tápközeg ásványi ion-mentesítése, 3) a 2-keto-L-gulonsav elkülönítése. A fenti eljárást lehet folyamatosan és nem folyamatosan is elvégezni. A biomassza és a nem oldódó részek a tápközegben 1,5-3 tömegszázalékot képviselnek és a tápközegből következőképpen lehet elválasztani:- flokkulálószer, mint poli(akril-amid) típusú flokkulálószer hozzáadásával és centrifugálással,- flokkulálószer, mint poli(akril-amid) típusú flokkulálószer hozzáadásával majd szűrési segédanyag, mint faliszt vagy diatomaföld hozzáadásával és ezt követően csökkentett nyomáson való szűréssel,- ásványi vagy szerves membránon végzett ultraszűréssel, mint poli(vinil-fluorid) vagy szénvázra felvitt cirkonium-dioxid membránon át történő ultraszűréssel. A biomasszától és a nem oldódó részektől elkülönített tápközeget betöményíthetjük csökkentett nyomáson való bepárlással, 60 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten kiindulási térfogat 1/4 és 1/3 közötti térfogatra, vagy poliszulfon membránon fordított ozmózissal, 50 °C körüli hőmérsékleten töményítjük be kiindulási térfogatának felére. A betöményített tápközeget savasá tesszük tömény kénsav hozzáadásával, gyakorlatilag a kalciumra vonatkoztatott sztöchiometrikus mennyiséggel 40 °C hőmérsékleten vagy ennél alacsonyabb hőmérsékleten. A keletkezett kalcium-szulfát csapadékot elkülönítjük szűréssel, és vízzel mossuk. A szűrletet, amely különböző kationokat tartalmaz, elsősorban nem kicsapódott kalciumot, nátriumot, káliumot és magnéziumot, kationmentesítjük és előnyösen szulfonsav típusú kationcserélő gyantát tartalmazó oszlopon átengedve savssá tesszük. A tápküzeget betöményítés előtt is kationmentesíthetjük és savassá tehetjük mégpedig úgy, hogy közvetlen engedjük át savas, előnyösen szulfonsavtípusú kationcserélő gyantaoszlopon. Az üledéktől és a kationoktól elkülönített, adott esetben betöményített tápközeget az oldatban lévő anionoktól úgy különíthetjük le, hogy anioncserélő polimer gyantán, előnyösen dialkil-amino-típusú gyantát tartalmazó oszlopon átengedjük. Az ásványi ionokból mentesített oldatot csökkentett nyomáson, 60 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten, csökkentett nyomáson bepároljuk a kiindulási térfogat kb. 70%-ra. A 2-keto-L-gulonsav kristályosítását további betöményítéssel kapjuk meg csökkentett nyomáson 40 °C körüli hőmérsékleten, amíg térfogata az eredeti térfogat 30 és 40% közötti térfogatot el nem éri, ezt követően adott esetben a kapott kristályos pépet lehűtjük. Különösen előnyös a kristályosítást olyan kristályosító csészében elvégezni, amely külső hőcserélővel ellátott, és a kristályosítást 40 °C körüli hőmérsékleten, csökkentett nyomáson bepárlással végezzük. A kapott kristályokat leszivatjuk vagy szűréssel elkülönítjük és vízzel mossuk. Az elkülönített 2-keto-L- gulonsavat monohidrát alakjában különítjük el, amelynek tisztasága általában 100% körüli, és az egy molekula vizet csökkentett nyomáson való hevítéssel távolítjuk el. Az egy molekula vizet tartalmazó 2-keto-L-gulonsav nedves kristályainak szárítását általában meleg levegőáramban végezzük. A találmány szerinti eljárással a 2-keto-L-gulonsavat úgy' is előállíthatjuk, hogy betöményített és ásványi + ionoktól mentesített tápközeget megfelelő szerves oldószerrel extraháljuk: ilyen szerves oldószerek az alifás vagy aromás, adott esetben halogénezett szénhidrogének, amelyek 20 szénatomnál több szénatomot tartalmazó alifás amint, előnyösen szekunder amint tartalmaznak oldott állapotban. Az így kapott szerves oldatot erős ásványi sav vizes oldatával, mint hidrogén-klorid-oldattal, kénsav-oldattal vagy salétromsav-oldattal extraháljuk, amelynek koncentrációja 0,5n-3n. Az így kapott vizes oldatot szárazra betöményítjük, és így poralakú 2-keto-L-gulonsav monohidrátot kapunk, amelynek tisztasága általában 90% fölötti. A következő példák a találmány szerinti eljárás gyakorlati bemutatására szolgálnak, korlátozó jelleg nélkül. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
