Mısır nişastasının asidik ve enzimatik hidrolizi ile saf D-glükoz üretimi

Abstract

İV ÖZET Doğada en çok rastlanılan ve büyük önem taşıyan heksozların başında üzüm şekeri yada dekstroz olarak adlandıran D-glükoz gelir. Bitki, hayvan ve mikroorganizmalarının bazı metabolik reaksiyonlarında büyük önem taşıyan glükoz canlılar için en iyi besin ve enerji kaynağı olup, tıbbi solüsyonların (serum, diyaliz solüsyonları v.b), ilaçların yapımında (şuruplarda, draje kaplamasın da v.b) ve muhtelif amaçlarla biyokimya laboratuvarlarında farmostatik saflıkta kullanılmaktadır. Günümüzde D-glükoz asidik ve/veya enzimatik hidroliz ile nişastadan üretilebilmektedir. Bu çalışmada her iki yön temin avantajlı yönleri dikkate alınarak, başlangıç hid rolizinin asidik, tamamlayıcı hidrolizin ise enzimatik yolla yapılması tercih edilmiş ve önerilen kombine proses için uygun koşullar saptanmıştır. Asidik hidroliz basınca dayanıklı, karıştırmalı (400 rpm) sızdırmaz bir reaktörde yürütülmüştür. % 20 lik mısır nişastası içeren 0,08 N HC1 asit çözeltisinde, farklı sıcaklıklarda ve hidroliz sürelerinde çalışılarak ürün veri mine bu iki parametrenin etkileri incelenmiştir. Enzimatik hidrolize geçmeden önce asidik hidrolizden el de edilen çözelti nötralize edilmiş ve rengi giderilmiş tir. Renk giderme işleminde en uygun adsorban maddenin nötr al toz aktif karbon olduğu belirlenmiştir.Nişastanın enzimatik hidrolizinde genel olarak. a-Amilaz ve Glükoamilaz enzimleri kullanılmaktadır. Ancak bu çalışmada asidik hidrolizden elde edilen düşük ve yüksek D. E. (dekstroz eşdeğer) li çözeltilerle yapılan deneylerde a-Amilaz' m etkili olmadığı görülmüştür. Bu nedenle enzimatik hidrolizde sadece Glükoamilaz enzimi kullanılmış, karıştırmalı-kesikli reaktörde saptanan optimum koşullar da (pH =4.0, T= 55°C, karıştırma hızı: 200 rpm) nişasta nın % 80 oranında D-glükoza dönüşümü sağlanmıştır. Elde edilen D-glükoz çözeltisinin saflaştırılması (aktif kar bonla, iyon değiştirici reçinelerle muamele v.b) ve «-D-Glükoz Monohidratın kristallendirilmesi ile ilgili ön çalışmalar yapılmıştır.

VI SUMMARY As it is known there is no production of pure crystalline dextrose (D-glucose) at present in Turkey. The required amount of dextrose to prepare some medical solutions (serum, dialysis solution ) and drugs (syrups, tablet coatings ) is supplied through imports. Generally, D-glucose can be produced by acidic and/or enzma- tic hydrolysis. In this study, taking the advantages of both methods into account, it was preferred to use a combined process which uses acidic hydrolysis in the beginning and enzymatic hydrolysis later to complete the reaction. The optimum conditions of dextrose production were investigated for this proposed combined process. A pressurrized - batch reactor with controlled tempera ture and stirring rate has been used in the acidic hyd rolysis. The reaction has been carried out in a media consisted of 20% (w/v) corn starch in 0.08 N HCl solution at various temperatures for different reaction times. Thus the effects of these parameters on the quality and the yield of dextrose were investigated. The dextrose solution obtained from acidic hydrolysis was neutralized and discoloured before enzymatic hyd rolysis. Various adsorbent substances were employed in discolouring treatment and neutral activated charcoalvii was found to be the most suitable discolouring agent. In general, a - Amylase and Glucoamylase are used in the enzymatic hydrolysis of starch. At first « - Amylase was utilized but it was found that a - Amylase is not effective in the hydrolysis reaction in the solutions with low and high dextrose equivalents. There fore in later experiments, Glucoamylase was used in a batch-stirred reactor (pH = 4.0, T=55°C, stirring rate = 200 rpm) and 80% of starch was converted into D-glucose. Dextrose solution obtained from enzymatic hydrolysis stage was purified by treatment with activated charcoal and passing through ion exchanger columns. Afterwards the solutions was cooled and dextrose was tried to be crystallized as a -D-glucose monohydrate.