[发明专利]一种2-酮基-L-古龙酸高浓度发酵生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及维生素C的制备方法，具体地说是一种2—酮基—L—古龙酸高浓度发酵生产工艺。

背景技术

目前，国内许多厂家对于维生素C生产主要采用二步发酵法技术。这一技术的主要特点是发酵过程由两步完成，第一步是利用黑醋菌将D—山梨醇转化为L—山梨糖，第二步是在一种混合菌系作用下由山梨糖转化为2—酮基—L—古龙酸(维生素C前体)。这种混合菌系由两种微生物组成，其中起糖酸转化作用的微生物最初被定名为氧化葡萄糖酸杆菌，近来经系统鉴定对其分类位置重新进行了确定，该菌被更名为普通生酮基古龙酸菌；另一种为伴生菌，最常用的是巨大芽孢杆菌，在发酵中起辅助作用，二种菌共同作用，将山梨糖还原成2—酮基—L—古龙酸。由于第一步发酵工艺非常稳定成熟，影响生产的关键是第二步混菌发酵工艺，第二步混菌在培养过程中存在两种微生物相互作用，给发酵控制带来一定难度，国内生产厂家一般采用一次投糖与一至二次补糖相结合的发酵生产工艺，由于高浓度山梨糖对生产菌生成古龙酸有抑制作用，所以一次投糖发酵工艺最高浓度为8％，发酵过程中再进行一次或二次补糖，最终发酵液中古龙酸浓度一般在90～95mg/ml，醇、酸转化率为88～90％。该法产物浓度低，不能充分发挥菌种和设备的生产能力。

发明内容

本发明的目的是针对上述第二步混菌发酵存在的缺点，提供一种终点发酵浓度较高，且稳定的2—酮基—L—古龙酸高浓度发酵生产工艺。

本发明的技术解决方案是该高浓度发酵生产工艺采用的发酵培养基中初始山梨糖浓度15～25mg/ml，发酵4～8小时，开始连续流加山梨糖，发酵36～44小时流加山梨糖结束，在流加过程中控制山梨糖含量15～30mg/ml，发酵24～40小时调pH7.1～7.3，发酵40～44小时调pH7.4～7.6至发酵结束，整个发酵过程控制溶解氧在30～50％。

本发明具有以下有益效果：

(1)应用低初糖和连续流加山梨糖工艺，结合pH和溶解氧协调混菌相互关系，并在生产中成功运用到180m³和300m³发酵罐，发酵终点总加糖浓度达10.5～11.5％(W/V)，发酵液古龙酸浓度增加10～15％，醇、酸转化率提高3个百分点，稳定性好。

(2)保留现有工艺的主要过程，不需增添新设备，亦不需改造原设备，菌种不变，操作简便，易广泛应用。

具体实施方式

本发明采用较低的初糖发酵培养基，避免初始发酵过程中高山梨糖对菌体生长和古龙酸生成产生抑制，并在发酵过程中进行山梨糖连续流加，保持发酵液山梨糖含量在一定范围内相对稳定，适时调节培养条件，协调两菌在发酵过程中相互间的关系，使得混合菌系的产酸能力得到充分发挥。

实施例1：

300m³发酵罐，发酵体积为263m³，发酵培养基初始山梨糖浓度22mg/ml，发酵4小时，开始流加山梨糖，发酵36小时流加山梨糖结束，流加过程中控制山梨糖浓度25mg/ml，发酵26小时调pH7.1，发酵40小时调pH7.4至发酵结束，发酵过程中控制溶解氧浓度35％。发酵液终点古龙酸含量109mg/ml，醇、酸转化率为92.86％。

实施例2：

180m³发酵罐，发酵体积为150m³，发酵培养基初始山梨糖浓度20mg/ml，发酵7小时，开始流加山梨糖，发酵40小时流加山梨糖结束，流加过程中控制山梨糖浓度20mg/ml，发酵30小时调pH 7.2，发酵40小时调pH 7.4至发酵结束，发酵过程中控制溶解氧浓度40％。发酵液终点古龙酸含量105.64mg/ml，醇、酸转化率为92.63％。

实施例3：

180m³发酵罐，发酵体积为155m³，发酵培养基初始含山梨糖18mg/ml，发酵6小时，开始流加山梨糖，发酵40小时流加山梨糖结束，控制流加过程山梨糖浓度18mg/ml，发酵32小时调pH7.2，发酵44小时调pH7.4至发酵结束，发酵过程控制溶解氧浓度45％。发酵液终点古龙酸含量108mg/ml，醇、酸转化率为92.69％。

本发明较现有工艺发酵产量提高10％，发酵收率提高3％，设备利用率得到很大提高，能耗和物耗同时也大幅度下降。

本发明不限于这些公开的实施例，本发明将覆盖技术方案所描述的范围，以及权利要求范围的各种变形和等效变化，在不偏离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域技术人员容易实现的任何修改或改进均属于本发明所要求保护的范围。