CN102321689A - 葡萄糖酸盐半连续发酵工艺 - Google Patents

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赵伟
张雷达
王健
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Abstract

本发明公开一种葡萄糖酸盐半连续发酵工艺。采用生物发酵法，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶、干燥等工序，将葡萄糖发酵生成葡萄糖酸盐。在发酵工序中，当溶解氧(DO)上升至100时，放出发酵罐中50％的发酵液，剩下的50％发酵液作为种子留在发酵罐，然后一次性补加650g/L的葡萄糖液及营养剂，然后继续发酵，进入半连续发酵工序，半连续发酵工序重复执行6-10次，总发酵周期110h-130h。本发明葡萄糖酸发酵工艺，减少了种子培养的次数，节省了种子培养耗糖，收率可提高到115±3％。

Description

葡萄糖酸盐半连续发酵工艺
技术领域
本发明涉及生物工程领域，具体是一种葡萄糖酸盐半连续发酵工艺。
背景技术
葡萄糖酸作为蓬松剂、凝固剂、鳌合剂、酸味剂而广泛应用于食品、医药、化工、水处理、建筑等行业；葡萄糖酸盐类(如与钠、钙、锌、亚铁等金属氧化物合成制得的葡萄糖酸盐)可作为食品添加剂和营养增补剂。
目前，国内外工业化生产葡萄糖酸及其盐类主要方法有：1、化学氧化法，主要是指次氯酸钠氧化法和过氧化氢氧化法，该方法副产物多，产物难分离，产率低；2、电解氧化法，该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液和适宜的电解质，在一定温度和电流密度下恒电流电解，该方法在工业生产中耗能大，条件不易控制；3、生物发酵法，采用真菌或细菌将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，该方法发酵时间长，转化率低。
发明内容
本发明的目的就是提供一种发酵周期短，收率高的葡萄糖酸盐发酵工艺。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种葡萄糖酸盐半连续发酵工艺，采用生物发酵法，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶、干燥等工序，将葡萄糖发酵生成葡萄糖酸盐。
在发酵工序中，当溶解氧(DO)上升至100时，放出发酵罐中50％的发酵液，剩下的50％发酵液作为种子留在发酵罐，然后一次性补加650g/L的葡萄糖液及营养剂，然后继续发酵，进入半连续发酵工序，半连续发酵工序重复执行6-10次，总发酵周期110h-130h。
半连续发酵工序中，每次放料时检测发酵液的酶活，酶活≥3000u/ml，表明菌体活性旺盛，即可以继续进行半连续发酵，而当酶活＜3000u/ml时全部放料，不再继续补料。
本发明葡萄糖酸盐发酵工艺，减少了种子培养的次数，节省了种子培养耗糖，收率可提高到115±3％。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：
第一步、种子培养：15L培养罐中加入葡萄糖2.5Kg、玉米浆75g、磷酸二氢钾6.4g，尿素2g，消泡剂2ml，定容至7.5L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，加入250ml茄子瓶菌悬液，控制溶解氧(DO)≥30，培养15h得种子液。
第二步、发酵：50L发酵罐中加入葡萄糖8.4Kg、硫酸镁5.6g、磷酸二氢钾0.56g、尿素2.8g、消泡剂2ml，定容至26L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，以10％的接种量接入培养好的种子液。控制溶解氧(DO)≥30，温度38℃，用20％的碳酸钙调节酸碱度PH 5.5，开始发酵，当溶解氧(DO)升至100时发酵结束，发酵时间为18-22小时，发酵结束时体积为34-36L。
第三步、半连续发酵：
(1)、配料：30L补料罐中加入葡萄糖7Kg、玉米浆18g、硫酸镁2.8g，尿素1.4g，消泡剂1ml，定容至12L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，备用。
(2)、补料：当第二步工序结束时，放出发酵罐中17-18L的发酵液，放出的发酵液进入下进入第四步工序；将补料罐中料液加入发酵罐，继续发酵，条件同第二步工序，当溶解氧(DO)升至100为发酵结束，再放出发酵罐中17-18L的发酵液。
(3)、重复(1)和(2)步骤，重复8次，前6次发酵时间都为8-10h，第7次发酵时间10-11小时，第8次发酵时间12-13小时，此时不再继续补料，全部放出发酵液。
第四步、过滤：板框过滤。
第五步、脱色：活性炭脱色。
第六步、结晶：120-125℃浓缩至70％以上含量，冷却结晶。
第七步、分离、干燥：分离机将晶体与液体分离，然后流化床干燥，得葡萄糖酸钙成品。
第八步、包装。
实施例2：
第一步、种子培养：15L培养罐中加入葡萄糖2.5Kg、玉米浆75g、磷酸二氢钾6.4g，尿素2g，消泡剂2ml，定容至7.5L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，加入250ml茄子瓶菌悬液，控制溶解氧(DO)≥30，培养15h得种子液。
第二步、发酵：50L发酵罐中加入葡萄糖8.4Kg、硫酸镁5.6g、磷酸二氢钾0.56g、尿素2.8g、消泡剂2ml，定容至26L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，以10％的接种量接入培养好的种子液。控制溶解氧(DO)≥30，温度38℃，用32％氢氧化钠调节酸碱度PH 5.5，开始发酵，当溶解氧(DO)升至100时发酵结束，发酵时间为18-22小时，发酵结束时体积为34-36L。
第三步、半连续发酵：
(1)、配料：30L补料罐中加入葡萄糖7Kg、玉米浆18g、硫酸镁2.8g，尿素1.4g，消泡剂1ml，定容至12L，120℃灭菌15分钟，然后降至38℃，备用。
(2)、补料：当第二步工序结束时，放出发酵罐中17-18L的发酵液，放出的发酵液进入下进入第四步工序；将补料罐中料液加入发酵罐，继续发酵，条件同第二步工序，当溶解氧(DO)升至100为发酵结束，再放出发酵罐中17-18L的发酵液。
(3)、重复(1)和(2)步骤，重复8次，前6次发酵时间都为8-10h，第7次发酵时间10-11小时，第8次发酵时间12-13小时，此时不再继续补料，全部放出发酵液。
第四步、过滤：板框过滤。
第五步、脱色：活性炭脱色。
第六步、结晶：120-125℃浓缩至70％以上含量，冷却结晶。
第七步、分离、干燥：分离机将晶体与液体分离，然后流化床干燥，得葡萄糖酸钠成品。
第八步、包装。

Claims (3)

1.一种葡萄糖酸盐半连续发酵工艺，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶、干燥等工序，将葡萄糖发酵生成葡萄糖酸盐，其特征在于：在发酵工序中，当溶解氧(DO)上升至100时，放出发酵罐中50％的发酵液，剩下的50％发酵液作为种子留在发酵罐，然后一次性补加葡萄糖液及营养剂，然后继续发酵，进入半连续发酵工序，重复执行半连续发酵工序，每次放料时检测发酵液的酶活，当酶活＜3000u/ml时全部放料，停止半连续发酵工序。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：半连续发酵工序中补加的葡萄糖液浓度为650g/L。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：半连续发酵工序中补加的营养剂由玉米浆、消泡剂、硫酸镁、尿素、磷酸二氢钾组成。
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