hrvatski

Biotransformacija fumarne u L-jabučnu kiselinu s in situ separacijom produkta

Jabučna kiselina je drugi najčešće korišteni konzervans koji se upotrebljava u prehrambenoj industriji, odmah nakon limunske kiseline i drži oko 10 % tržišta. Koristi se u prehrambenoj industriji, proizvodnji stočne hrane, farmaceutskoj, kozmetičkoj i građevinskoj industriji, te u medicini. L-jabučna kiselina može se dobiti izolacijom iz prirodnih voćnih sokova, separacijom iz racematne smjese dobivene kemijskom sintezom, fermentacijom ili biokonverzijom fumarine kiseline pomoću enzima fumaraze koji je dobiven iz cijelih permeabiliziranih stanica pekarskog kvasca Saccharomyces cerevisiae. Primjenom biokataliztora enzima fumaraze, povećava se produktivnost procesa, smanjuje potrošnja reaktanata i emisije u okoliš, pri čemu se ne koriste toksične komponente. U ovom radu je opisana provedba biotransformacije fumarne u L-jabučnu kiselinu s in situ separacijom produkta. Proces in situ separacije produkta se sastojao od pet procesnih stupnjeva, biotransformacije, kristalizacije uz zakiseljavanje, sedimentacije, koncentriranja elektrodijalizom i otapanja neutralizacijom. U pokusima provedenim u kontinuiranom protočnom kotlastom reaktoru s povratnim tokom biomase pri različitim koncentracijama fumarne kiseline u struji svježe sirovine (cF, U = 50, 100, 200 i 400 mmol dm-3 i τ = 0, 576 dana ) u stacionarnom stanju postignuta je prosječna konverzija fumarne kiseline od 86, 20 %, 81, 21 % ; 75, 67 % i 71, 11 %. U pokusima provedenim u kontinuiranom protočnom kotlastom reaktoru s povratnim tokom biomase za različita vremena zadržavanja (τ = 0, 299, 0, 576 i 0, 830 dana) uz početnu koncentraciju fumarne kiseline od 400 mmol dm-3 u stacionarnom stanju postignuta je prosječna konverzija fumarne kiseline od 59, 66 %, 66, 85 % i 62, 50 %. Ukupna konverzija postignuta u kontinuiranom procesu s in situ separacijom produkta bila je 84, 99 %.

L-jabučna kiselina; fumarna kiselina; Saccharomyces cerevisiae; in situ separacija produkta

Ovaj rad financijski je potpomogla Nacionalna zaklada za znanost, visoko školstvo i tehnologijski razvoj Republike Hrvatske.