NO832908L - Isolering av mikrobielle polysaccharider fra deres fettaminaddukter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til isolering av mikrobielle polysaccharider fra deres addukter med fett-aminer.

Ved hjelp av fermentering fremstilte ekstracellulære mikrobielle polysaccharider har på grunn av deres fremragende egenskaper funnet industriell anvendelse som fortykkere, gelédannelses- eller suspenderingsmidler, beskyttelses-kolloider eller vannbindende midler. Betinget ved frem-stillingsfremgangsmåter er disse produkter meget dyre,

idet de hittil kjente omstendelig isoleringsfremgangsmåter bidrar betraktelig til deres høye pris.

Fra US-PS 3.92 8.316 er det kjent å isolere det anioniske heteropolysaccharid som var blitt dannet ved fermentering ved hjelp av bakterie Xanthomonas campestris NRRL B-1459 som vannuoppløselig salt er et primært langkjedet amin fra den surgjorte fortynnede fermenteringsoppløsning. - Hvis det er tilsiktet en spaltning av dette salt, foregår den med alkoholisk kalilut, idet det fåes kalsiumsalter som imidlertid ennu er aminholdige.

Tysk søknad nr. P3230303.3 vedrører en fremgangsmåte til adskillelse av mikrobielle polysaccharider fra deres vandige oppløsninger ved utfelling i surt miljø som addukt med langkjedet alkylamin, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat det anvendes et amin med formel

1 ? 3 hvori R betyr alkyl med 10 - 20 karbonatomer og R og R som er like eller forskjellige betyr metyl eller etyl.

De kjente metoder til oppspaltning av aminadduktene forløper delvis meget ufullstendig og fører til saltholdige polymere. Således nødvendiggjøres ytterligere renseoperasjoner som ikke minst er omstendelig på grunn av opparbeidelse av avvannet. Behandlingen av adduktene med sterke alkali kan også føre til beskadigelse av polymeren.

Tysk patent P3230302.5 vedrører en fremgangsmåte til isolering av mikrobielle polysaccharider fra deres aminaddukter ved behandling med alkaliske midler i nærvær av enverdig alkanoler med 1 til 3 karbonatomer, i det denne fremgangsmåten erkarakterisert vedat som alkalisk middel anvendes amminiakk eller et lett flyktig amin.

Foreliggende oppfinnelse vedrører derimot en fremgangsmåte til isolering av mikrobielle polysaccharider fra deres fettaminaddukter, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat disse addukter behandles i nærvær av en alkohol med ét i denne alkohol oppløselig eller termisk lett dissosierende salt av ammoniakk eller et lett flyktig amin.

I det følgende forklares foretrukkede utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen:

Som utgangsmaterialer er det foretrukket slike addukter

som avleder seg fra xanthan som mikrobielt polysaccharid og et primært eller tertiært fettalkylamin ( med 2 kortkjedede alkylrester). Fortrinnsvis anvendes disse addukter i fuktig tilstand, eksempelvis som presskaker slik de fremkommer ved isolering av de mikrobielle polysaccharider fra fermenteringsoppløsningene. Således bortfaller altså tørkning av adduktene og ikke bare krever betraktlige energimengder, men også kan påvirke adduktenes oppløselighet-, og svelleevner. De små vannmengder som innbringes ved anvendelse av de fuktige addukter forstyrrer ikke ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Som alkoholer egner det seg prinsippielt alle som har en tilstrekkelig oppløsningsevne for de nevnte salter eller hvori disse salter termisk lett kan dissosiere. Foretrukket er alkoholer med kokepunkt ved normaltrykk inntil ca. 100°C, spesielt lavere alkanoler, fremfor alt metanol, etanol, n- og iso-propanol. Som alkoholer anvendes fortrinnsvis de handéls-vanlige tekniske kvaliteter, idet det også herfor gjelder at de små vannmengder som disse produkter inneholder ikke påvirker fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Større vannmengder er imidlertid ikke fordelaktig da de fri mikrobielle polysaccharider, spesielt Xanthan er oppløselige i vann, imidlertid ikke oppløselig i alkoholer. Et høyere vanninnhold i mediet kan således vanskeliggjøre opparbeidelsen.

Med lett flyktige aminer hvis salter anvendes, forstås i første rekke slike med et kokepunkt under 100°C ved normalttrykk. Salter av aminer med høyere kokepunkt er mindre hensiktsmessige. Foretrukket er derfor salter av primære aikylaminer med en alkylrest inntil 6 karbonatomer, sekundære aminer med like eller forskjellige alkylrester med inntil 4 karbonatomer og tertiære aminer med like eller forskjellige alkylrester med inntil 3 karbonatomer. Spesielt foretrukket er saltene av trimetylamin, trietylamin, dimetyletylamin og dietylmetylamin.

Som salter er det foretrukket termisk lett diisosierende produkter som ammoniumkarbonat, ammoniumformiat, ammoniumacetat, trietylammoniumacetat, trimetylammoniumformiat og trietylammoniumformiat. For termisk stabilere salter kommer det an på at de i alkoholen ved den valgte fremgangsmåte-temperatur har en tilstrekkelig oppløselighet hvilket ér lett å fastslå ved enkle forforsøk. Brukbare er eksempelvis ammoniumklorid, -bromid eller -nitrat, videre de analoge mono-, di- og trietylammoniumsalter.

Når adduktet av et primært eller sekundært fettamin spaltes respektiv når det anvendte lett.dissosierende salt avleder seg fra ammoniakk eller et primært eller sekundært amin, er det å påsi at de frigjorte aminer kan reagere med reaktive grupper, spesielt estergrupper av de mikrobielle polysaccharider. I slike tilfeller arbeider man derfor hensiktsmessig ved lavere eller svakt forhøyede temperaturer.

Ved anvendelse av salter av tertiære aminer, også lett dissosierende, og ved anvendelse av adduktene av tertiære aminer kan det derimot arbeides ved forhøyet temperatur uten at det kommer til en produktbeskadigelse. Høyere temperaturer er foretrukket da de nedsetter fremgangsmåte-varigheten betraktelig.

Reaksjonen gjennomføres hensiktsmessig ved reaksjonsblandingens tilbakeløpstemperatur. Spesielt ved anvendelse av lavere alkoholer kan det arbeides ved anvendelse av trykk.

For spaltning av adduktene anvendes minst den ekvimolare mengde, referert til amininnholdet i adduktet av salt, fortrinnsvis et mer eller mindre stort overskudd, eksempelvis 2 til 10 ganger molar mengde. Da de frigjorte mikrobielle polysaccharider ikke er oppløselige i den alkoholiske salt-oppløsning, forstyrrer ikke saltoverskuddet så lenge det forblir oppløst, da oppløsningen da igjen kan tilbakeføres i fremgangsmåten. Denne fremgangsmåte kommer også i betraktning for en kontinuerlig utformning.

De mikrobielle polysaccharider fremkommer i lett adskill-

bar form og foreligger etter tørkning sterkt i den fri syreform. Produktene utmerker seg med meget gunstig viskositetsegenskaper.

Den flytende fase som inneholder alkoholen og det avspalt-

ede amin lar seg opparbeide destillativt. Det fra adduktet avspaltede amin kan umiddelbart igjen anvendes til adskillelse av mikrobielle polysaccharider fra deres fermenterings-oppløsninger. Alkoholen kan igjen tilbakeføres i prosessen.

I følgende eksempler refererer deler og prosentangivelser

seg til vekt hvis intet annet er anført. Volumdeler står i forhold til vektdeler som liter til kilo.

I første rekke omtales den ikke-litteraturkjente fremstillingen av et addukt fra Xanthan og et tertiært fettalkylamin (tysk søknad ) 3230303.3) : Som produksjonsstamme tjente Xanthomonas campestris NRRL B-1459. Til forkultur ble det overpodet en agarkultur i et glukose-pepton-medium og deri dyreket i rystekolbe ved 30°C. Denne kultur tjente som inoculum (3%) for en 10 liter fermenterer hvis næringsmedium inneholdt 3-5% glukose eller saccharose, 0,15 - 0,25% maissvellevann, 0,1 - 0,2% natriumnitrat, 0,1% dikaliumfosfat og 0,05% magnesiumsulfat-hydrat. Den podede fermenterer ble holdt ved 2 8°C og luftet under omrøring (400 omdreininger/min.) med 10 liter luft/min. Etter ca. 36 timer inneholdt fermenteringsmédiet 18-20-g Xanthan/liter. I 100 g av en Xanthan oppløsning med et polysaccharidinnhold på 1,8% ble det innrøret 0,85 g talgfettalkyl-dimetylamin (C-kjedefordeling i talgfettalkylresten: ca. 5% C,., 30% C,,, 14 16 65% C18) . Etter tilsetning av 2,5 g 2N eddiksyre koagulerte den dannede dispersjon og adduktet utskilte seg i form av i første rekke sterkt svellede flate småkaker som imidlertid ved etteromrøring hurtig desolvatiserte. Adduktet ble frafiltrert, ettervasket med avionisert vann og avvannet ved avpresning. Det ble dannet 6,2g av en fuktig presskake som inneholdt l,8g Xanthan og 0,43g amin.

Eksempel 1

100 deler av en fuktig presskake, bestående av adduktet av heksadecyldimetylamin til Xanthan, som inneholdt 32% Xanthan ble knust i en med skjærepropeller utrustet blander sammen med 4000 deler med metanol og oppvarmet etter tilsetning av

100. deler ammoniumbromid i 6 timer under tilbakeløp. Det derved i fiberform frigjorte Xanthan ble frafiltrert og vasket med metanol inntil praktisk talt bromfrihet. Filter-kaken ble tørket og knust. Utbyttet av Xanthan var praktisk talt kvantitativt (31,9 vektdeler). Produktet var helt oppløselig i avionisert vann.

Eksempel 2

Det ble arbeidet som i eksempel 1, imidlertid anvendt en fuktig presskake av et addukt av heksadecylamin og Xanthan og 3200 deler metanol samt 100 deler ammoniumacetat. Det praktisk talt kvantitativt dannede Xanthan oppløste seg fullstendig i avionisert vann.

Eksemplene 3-7 ble utført analogt eksempel 1 med de angitte modifikasjoner. Det ble hver gang anvendt 100 deler addukt. Produktet var alltid oppløselig i avionisert vann.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til isolering av mikrobielle polysaccharider fra deres fettaminaddukter, karakterisert ved at disse addukter behandles i nærvær av en alkohol med et i denne alkohol opplø selig og termisk lett dissosierende salt av ammoniakk eller et lett flyktig amin.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en alkohol med et kokepunkt ved normaltrykk inntil ca. 100°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at alkoholen er en lavere alkanol.

4. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at det lett flyktige amin har et kokepunkt ved normaltrykk under 150°C.

5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at reaksjonen gjennomføres ved reaksjonsblandingens tilbakeløpstemperatur.

6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at det mikrobielle polysaccharid er Xanthan.

7. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at fettaminet er et primært fettalkylamin.

8. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at fettaminene et tertiært fettalkylamin med to kortkjedede alkylrester.