專利名稱：葡萄糖酸鹽半連續(xù)發(fā)酵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物工程領(lǐng)域，具體是一種葡萄糖酸鹽半連續(xù)發(fā)酵工藝。
背景技術(shù)：
葡萄糖酸作為蓬松劑、凝固劑、鰲合劑、酸味劑而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、水處理、建筑等行業(yè)；葡萄糖酸鹽類(如與鈉、鈣、鋅、亞鐵等金屬氧化物合成制得的葡萄糖酸鹽)可作為食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑。目前，國(guó)內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)葡萄糖酸及其鹽類主要方法有1、化學(xué)氧化法，主要是指次氯酸鈉氧化法和過(guò)氧化氫氧化法，該方法副產(chǎn)物多，產(chǎn)物難分離，產(chǎn)率低；2、電解氧化法， 該方法是在電解槽中加入一定濃度的葡萄糖溶液和適宜的電解質(zhì)，在一定溫度和電流密度下恒電流電解，該方法在工業(yè)生產(chǎn)中耗能大，條件不易控制；3、生物發(fā)酵法，采用真菌或細(xì)菌將葡萄糖氧化成葡萄糖酸，該方法發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種發(fā)酵周期短，收率高的葡萄糖酸鹽發(fā)酵工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種葡萄糖酸鹽半連續(xù)發(fā)酵工藝，采用生物發(fā)酵法，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥等工序，將葡萄糖發(fā)酵生成葡萄糖酸
Τττ . ο在發(fā)酵工序中，當(dāng)溶解氧(DO)上升至100時(shí)，放出發(fā)酵罐中50%的發(fā)酵液，剩下的 50%發(fā)酵液作為種子留在發(fā)酵罐，然后一次性補(bǔ)加650g/L的葡萄糖液及營(yíng)養(yǎng)劑，然后繼續(xù)發(fā)酵，進(jìn)入半連續(xù)發(fā)酵工序，半連續(xù)發(fā)酵工序重復(fù)執(zhí)行6-10次，總發(fā)酵周期110h-130h。半連續(xù)發(fā)酵工序中，每次放料時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液的酶活，酶活> 3000u/ml，表明菌體活性旺盛，即可以繼續(xù)進(jìn)行半連續(xù)發(fā)酵，而當(dāng)酶活< 3000u/ml時(shí)全部放料，不再繼續(xù)補(bǔ)料。本發(fā)明葡萄糖酸鹽發(fā)酵工藝，減少了種子培養(yǎng)的次數(shù)，節(jié)省了種子培養(yǎng)耗糖，收率可提高到115士3%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1 第一步、種子培養(yǎng)15L培養(yǎng)罐中加入葡萄糖23Kg、玉米漿75g、磷酸二氫鉀6.4g， 尿素2g，消泡劑anl，定容至7. 5L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，加入250ml茄子瓶菌懸液，控制溶解氧(DO) ^ 30，培養(yǎng)1 得種子液。第二步、發(fā)酵50L發(fā)酵罐中加入葡萄糖8. 4Kg、硫酸鎂5. 6g、磷酸二氫鉀0. 56g、尿素2. Sg、消泡劑anl，定容至^L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，以10%的接種量接入培養(yǎng)好的種子液?？刂迫芙庋?DO) >30，溫度38°C，用20%的碳酸鈣調(diào)節(jié)酸堿度PH 5.5， 開(kāi)始發(fā)酵，當(dāng)溶解氧(DO)升至100時(shí)發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵時(shí)間為18-22小時(shí)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)體積為34-36L。第三步、半連續(xù)發(fā)酵(1)、配料30L補(bǔ)料罐中加入葡萄糖7Kg、玉米漿18g、硫酸鎂2. Sg,尿素1. 4g，消泡劑lml，定容至12L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，備用。O)、補(bǔ)料當(dāng)?shù)诙焦ば蚪Y(jié)束時(shí)，放出發(fā)酵罐中17-18L的發(fā)酵液，放出的發(fā)酵液進(jìn)入下進(jìn)入第四步工序；將補(bǔ)料罐中料液加入發(fā)酵罐，繼續(xù)發(fā)酵，條件同第二步工序，當(dāng)溶解氧(DO)升至100為發(fā)酵結(jié)束，再放出發(fā)酵罐中17-18L的發(fā)酵液。(3)、重復(fù)(1)和(2)步驟，重復(fù)8次，前6次發(fā)酵時(shí)間都為8-10h，第7次發(fā)酵時(shí)間 10-11小時(shí)，第8次發(fā)酵時(shí)間12-13小時(shí)，此時(shí)不再繼續(xù)補(bǔ)料，全部放出發(fā)酵液。第四步、過(guò)濾板框過(guò)濾。第五步、脫色活性炭脫色。第六步、結(jié)晶120-125°C濃縮至70%以上含量，冷卻結(jié)晶。第七步、分離、干燥分離機(jī)將晶體與液體分離，然后流化床干燥，得葡萄糖酸鈣成品。第八步、包裝。實(shí)施例2:第一步、種子培養(yǎng)15L培養(yǎng)罐中加入葡萄糖2. ^(g、玉米漿75g、磷酸二氫鉀6. 4g， 尿素2g，消泡劑anl，定容至7. 5L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，加入250ml茄子瓶菌懸液，控制溶解氧(DO) ^ 30，培養(yǎng)1 得種子液。第二步、發(fā)酵50L發(fā)酵罐中加入葡萄糖8. 4Kg、硫酸鎂5. 6g、磷酸二氫鉀0. 56g、尿素2. Sg、消泡劑anl，定容至^L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，以10%的接種量接入培養(yǎng)好的種子液?？刂迫芙庋?DO) >30，溫度38°C，用32%氫氧化鈉調(diào)節(jié)酸堿度PH 5.5， 開(kāi)始發(fā)酵，當(dāng)溶解氧(DO)升至100時(shí)發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵時(shí)間為18-22小時(shí)，發(fā)酵結(jié)束時(shí)體積為 34-36L。第三步、半連續(xù)發(fā)酵(1)、配料30L補(bǔ)料罐中加入葡萄糖7Kg、玉米漿18g、硫酸鎂2. Sg,尿素1. 4g，消泡劑lml，定容至12L，120°C滅菌15分鐘，然后降至38°C，備用。O)、補(bǔ)料當(dāng)?shù)诙焦ば蚪Y(jié)束時(shí)，放出發(fā)酵罐中17-18L的發(fā)酵液，放出的發(fā)酵液進(jìn)入下進(jìn)入第四步工序；將補(bǔ)料罐中料液加入發(fā)酵罐，繼續(xù)發(fā)酵，條件同第二步工序，當(dāng)溶解氧(DO)升至100為發(fā)酵結(jié)束，再放出發(fā)酵罐中17-18L的發(fā)酵液。(3)、重復(fù)⑴和⑵步驟，重復(fù)8次，前6次發(fā)酵時(shí)間都為8-10h，第7次發(fā)酵時(shí)間 10-11小時(shí)，第8次發(fā)酵時(shí)間12-13小時(shí)，此時(shí)不再繼續(xù)補(bǔ)料，全部放出發(fā)酵液。第四步、過(guò)濾板框過(guò)濾。第五步、脫色活性炭脫色。第六步、結(jié)晶120-125°C濃縮至70%以上含量，冷卻結(jié)晶。第七步、分離、干燥分離機(jī)將晶體與液體分離，然后流化床干燥，得葡萄糖酸鈉成品。第八步、包裝。
權(quán)利要求
1.一種葡萄糖酸鹽半連續(xù)發(fā)酵工藝，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥等工序，將葡萄糖發(fā)酵生成葡萄糖酸鹽，其特征在于在發(fā)酵工序中，當(dāng)溶解氧(DO)上升至 100時(shí)，放出發(fā)酵罐中50%的發(fā)酵液，剩下的50%發(fā)酵液作為種子留在發(fā)酵罐，然后一次性補(bǔ)加葡萄糖液及營(yíng)養(yǎng)劑，然后繼續(xù)發(fā)酵，進(jìn)入半連續(xù)發(fā)酵工序，重復(fù)執(zhí)行半連續(xù)發(fā)酵工序， 每次放料時(shí)檢測(cè)發(fā)酵液的酶活，當(dāng)酶活< 3000u/ml時(shí)全部放料，停止半連續(xù)發(fā)酵工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是半連續(xù)發(fā)酵工序中補(bǔ)加的葡萄糖液濃度為 650g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是半連續(xù)發(fā)酵工序中補(bǔ)加的營(yíng)養(yǎng)劑由玉米漿、 消泡劑、硫酸鎂、尿素、磷酸二氫鉀組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種葡萄糖酸鹽半連續(xù)發(fā)酵工藝。采用生物發(fā)酵法，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥等工序，將葡萄糖發(fā)酵生成葡萄糖酸鹽。在發(fā)酵工序中，當(dāng)溶解氧(DO)上升至100時(shí)，放出發(fā)酵罐中50％的發(fā)酵液，剩下的50％發(fā)酵液作為種子留在發(fā)酵罐，然后一次性補(bǔ)加650g/L的葡萄糖液及營(yíng)養(yǎng)劑，然后繼續(xù)發(fā)酵，進(jìn)入半連續(xù)發(fā)酵工序，半連續(xù)發(fā)酵工序重復(fù)執(zhí)行6-10次，總發(fā)酵周期110h-130h。本發(fā)明葡萄糖酸發(fā)酵工藝，減少了種子培養(yǎng)的次數(shù)，節(jié)省了種子培養(yǎng)耗糖，收率可提高到115±3％。
文檔編號(hào)C12P7/58GK102321689SQ201110243090
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者張雷達(dá), 王健, 趙偉 申請(qǐng)人:山東福洋生物科技有限公司