CN103014077B - 一种发酵法生产丙酸钙的新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过发酵法生产丙酸钙的新工艺，具体包括以下步骤，首先通过丙酸杆菌发酵制备丙酸，发酵至40～60h时，开始缓慢流加灭过菌的钙源，钙源为粉碎后的海产品壳制成的粉浆，共流加3～6次，每次间隔2～5h，每次加入量为发酵液总体积的1％～5％，流加结束后继续反应2～5h。然后将发酵液离心去除菌体，上清液按照体积比1∶2～3加入丙酮，常温下剧烈搅拌10～20分钟，析出大量片状晶体，将晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙，母液中的丙酮可回收再利用。该发明工艺简单，绿色环保，产品收率高，适合于大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙酸钙的制备方法，尤其涉及一种以海产品壳作为钙源通过发酵法生产丙酸钙的新工艺。
背景技术
丙酸钙作为一种新型食品防腐剂与其他防腐剂相比有很多方面的优势：首先有效钙含量高、溶解性能好，防腐保鲜的同时还具备补钙作用，丙酸钙的溶水性通过实验证明是葡萄糖酸钙的十倍左右，它的这种高溶水性就确定丙酸钙在钙质吸收方面具有强大的优势。其次就是丙酸钙不仅可以延长食品的保质期，达到食品防腐剂的作用，而且它还可以通过代谢作用被人体吸收，为人体补充所需的钙质，这是其它防腐剂无法相比的。这一方面的优点也奠定了丙酸钙较其他食品防腐剂更有市场，更加被人们所青睐。然后丙酸钙水溶性好，溶解速度快，溶液清澈透明。丙酸钙溶解后的钙溶剂更有利于吸收。丙酸钙防腐保鲜性能突出。丙酸钙作为食品防腐剂，它的防腐保鲜性能十分明显，能够帮助食品延长其保鲜期限。是一种理想的食品防腐剂。
目前，国内主要采用丙酸和氢氧化钙或碳酸钙直接反应制得丙酸钙，该方法能耗高、成本高、污染大。通过发酵法生产丙酸钙，在我国鲜有报道，本发明通过微生物发酵生产丙酸，以海产品壳作为钙源，将预处理过的钙源直接加入到发酵液中生产丙酸钙，工艺简单、能耗低、无污染，同时对解决沿海地区海产品壳所造成的严重污染问题有所帮助。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种以海产品壳作为钙源，发酵法生产丙酸钙的方法，本发明目的的实现，将大大提高丙酸钙的生产效率，降低了生产成本，而且工艺绿色环保，对解决沿海地区海产品壳所造成的严重污染问题有一定的帮助。
具体说，本发明一种发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于，依次包括以下步骤：
S1.将海产品壳烘干后粉碎，过80～100目筛，将得到的壳粉加入到新鲜发酵培养基内混合均匀制成粉浆，并将粉浆115℃下灭菌20分钟，上述新鲜发酵培养基与壳粉的质量份数比为3～6∶1；
S2.利用费氏丙酸杆菌作为发酵菌种制备丙酸，当发酵至40～60h时，匀速流加步骤S1得到的粉浆，流速为10～20ml/min，共流加3～6次，每次间隔2～5h，每次加入量为初始发酵液总体积的1％～5％，全部流加结束后再继续反应2～5h；
S3.将步骤S2完成后的最终发酵液离心去除菌体和杂质，取上清液进行浓缩，按照体积比1∶2～3向浓缩液中加入丙酮，常温下剧烈搅拌5～15分钟，析出大量片状晶体；
S4.将步骤S3析出的片状晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙。
进一步的，所用海产品壳包括贝壳、虾壳、蟹壳或海产品废弃物。
进一步的，所用费氏丙酸杆菌编号为10019。
进一步的，对发酵液离心去除菌体和杂质后，将上清液浓缩至丙酸钙含量超过30％。
进一步的，分离丙酸钙后，残留在母液中的丙酮可以回收再利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.在丙酸的发酵过程中，如果发酵液中丙酸的浓度过高，对菌体的生长和产酸会产生抑制作用，流加钙源，使其与发酵液中的丙酸反应制备丙酸钙的同时，降低了发酵液中丙酸的浓度，解除了丙酸对菌体的抑制作用。2.流加钙源的同时加入培养基，可达到菌体连续发酵的目的，增加产酸量，提高生产效率。3.采用废弃海产品壳作为钙源，降低了生产成本，而且对解决沿海地区海产品壳所造成的严重污染问题也有一定的帮助。4.由于丙酸钙不溶于丙酮，以丙酮作为溶析剂对丙酸钙进行分离提纯，所得丙酸钙纯度较高，脱色效果明显，为白色晶体，且母液中的丙酮可通过精馏塔回收再利用。5.采用丙酮溶析结晶得到的丙酸钙更容易过滤，便于和母液分离。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将海产品壳在烘箱中烘干后粉碎，过80目筛。取200g壳粉，加入600g新鲜发酵培养基混合均匀制成粉浆，并将粉浆在115℃下灭菌20分钟。
在5L的发酵罐中利用费氏丙酸杆菌发酵制备丙酸，当发酵至45h时，用蠕动泵匀速流加已灭过菌的钙源粉浆，使粉浆中的碳酸钙与发酵液中的丙酸反应制备丙酸钙，流加速度控制在10ml/min，共流加4次，每次间隔4h，每次加入量为100ml，全部流加结束后再继续反应4h。然后将发酵液离心去除菌体和杂质，取上清液进行真空浓缩，至浓缩液中丙酸钙含量达到25％，按照体积比1∶3向浓缩液中加入丙酮，常温下剧烈搅拌10分钟，析出大量片状晶体。将晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙158g，母液中的丙酮可回收后继续使用。
实施例2
将海产品壳在烘箱中烘干后粉碎，过100目筛。取200g壳粉，加入800g新鲜发酵培养基混合均匀制成粉浆，并将粉浆在115℃下灭菌20分钟。
在5L的发酵罐中利用费氏丙酸杆菌发酵制备丙酸，当发酵至60h时，用蠕动泵匀速流加已灭过菌的钙源粉浆，使粉浆中的碳酸钙与发酵液中的丙酸反应制备丙酸钙，流加速度控制在15ml/min，共流加5次，每次间隔5h，每次加入量为110ml，全部流加结束后再继续反应5h。然后将发酵液离心去除菌体和杂质，取上清液进行真空浓缩，至浓缩液中丙酸钙含量达到30％，按照体积比1∶2向浓缩液中加入丙酮，常温下剧烈搅拌15分钟，析出大量片状晶体。将晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙165g，母液中的丙酮可回收后继续使用。
实施例3
将海产品壳在烘箱中烘干后粉碎，过100目筛。取300g壳粉，加入900g新鲜发酵培养基混合均匀制成粉浆，并将粉浆在115℃下灭菌20分钟。
在5L的发酵罐中利用费氏丙酸杆菌发酵制备丙酸，当发酵至60h时，用蠕动泵匀速流加已灭过菌的钙源粉浆，使粉浆中的碳酸钙与发酵液中的丙酸反应制备丙酸钙，流加速度控制在10ml/min，共流加6次，每次间隔4h，每次加入量为100ml，全部流加结束后再继续反应4h。然后将发酵液离心去除菌体和杂质，取上清液进行真空浓缩，至浓缩液中丙酸钙含量达到30％，按照体积比1∶3向浓缩液中加入丙酮，常温下剧烈搅拌15分钟，析出大量片状晶体。将晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙177g，母液中的丙酮可回收后继续使用。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将海产品壳烘干后粉碎，过80～100目筛，将得到的壳粉加入到新鲜发酵培养基内混合均匀制成粉浆，并将粉浆115℃下灭菌20分钟，上述新鲜发酵培养基与壳粉的质量份数比为3～6∶1；
S2.利用费氏丙酸杆菌作为发酵菌种制备丙酸，当发酵至40～60h时，匀速流加步骤S1得到的粉浆，流速为10～20ml/min，共流加3～6次，每次间隔2～5h，每次加入量为初始发酵液总体积的1％～5％，全部流加结束后再继续反应2～5h；
S3.将步骤S2完成后的最终发酵液离心去除菌体和杂质，取上清液进行浓缩，按照体积比1∶2～3向浓缩液中加入丙酮，常温下剧烈搅拌5～15分钟，析出大量片状晶体；
S4.将步骤S3析出的片状晶体过滤后用少量丙酮洗涤，烘干后得食品级丙酸钙。
2.根据权利要求1所述的发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于：所用海产品壳包括贝壳、虾壳、蟹壳或海产品废弃物。
3.根据权利要求1所述的发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于：所用费氏丙酸杆菌编号为10019。
4.根据权利要求1所述的发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于：对发酵液离心去除菌体和杂质后，将上清液浓缩至丙酸钙含量超过30％。
5.根据权利要求1所述的发酵法生产丙酸钙的新工艺，其特征在于：分离丙酸钙后，残留在母液中的丙酮可以回收再利用。
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