[发明专利]黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵生产葡萄糖酸钾的方法，具体是采用黑曲霉菌种利用淀粉及淀粉质原料通过双酶制糖、深层好氧发酵生产葡萄糖酸钾的方法。

背景技术

葡萄糖酸钾作为营养增补剂，酸度调节剂，螯合剂，酵母食料等多用于固体饮料、蛋糕预混合粉、甜食预混合粉等。主要用作营养品、膳食添加剂，多价螯合剂。是一种有效的补钾剂，它能保持细胞内渗透力，调节人体酸碱平衡，对维持骨骼肌张力具有重要作用。是人体各种缺钾症的有效补钾剂，是钾的良好食品强化剂。在美国葡萄糖酸钾类药物类型较多。

目前生产葡萄糖酸钾的方法主要有两种：一种是脱钙法，即利用黑曲霉发酵葡萄糖生产得到葡萄糖酸钙溶液，经过滤、蒸发、结晶、离心分离、烘干包装得到结晶葡萄糖酸钙，溶晶后加入硫酸生成葡萄糖酸和硫酸钙沉淀，将得到的葡萄糖酸加入氢氧化钾或碳酸钾反应得到葡萄糖酸钾溶液，再经蒸发、结晶离心分离、烘干得到葡萄糖酸钾产品；二是多相催化氧化法，该法系气、液、固三相在反应器内进行的反应，它是以结晶葡萄糖为原料，配制一定浓度的葡萄糖溶液，以多元金属/炭催化剂、钯/炭合金Pd ( Pt) / C 为催化剂, 空气为氧化剂, 在30 --70 ℃ 下, 将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,向反应器溶液中通入空气，并不断流加一定浓度的Na0H溶液来维持一定的pH值。反应后的溶液经冷却、抽滤、滤液减压浓缩、离心分离、结晶、烘干、包装后得到葡萄糖酸钠晶体。然后脱钠制取葡萄糖酸溶液，加入KOH得到葡萄糖酸钾溶液，再经蒸发、结晶离心分离、烘干得到葡萄糖酸钾产品。上述两种生产方法中，存在各自的不足。

 第一种方法脱钙法生产葡萄糖酸钾不足：

1.生产成本高：由于葡萄糖酸钙溶解度小于4%，致使发酵初糖浓度低（＜15%），反应终产物葡萄糖酸钙发酵液浓度低于15%，生产成本高 ； 

2.造成环境污染：同时生产加入硫酸产生固体废物硫酸钙，难以处理造成污染；

3.工艺线路长、投资大、能耗高：先提取葡萄糖酸钙后，再溶晶加入KOH溶液进行反应后，提取葡萄糖酸钾，需两次蒸发、结晶、离心分离、烘干造成投资大、能耗高、生产成本高；

4.产生葡萄糖酸钙废母液。

第二种方法多相催化氧化法缺点是：

1.所用催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降，使葡萄糖转化率降低，反应时间延长甚至基本无催化活性，催化剂必须报废更新，相应提高了单位产品催化剂耗量，也使产品生产成本较高；

2.工艺线路长，成本高； 

3.由于金属催化剂具有一定的毒性, 其产品通常不能作为食品添加剂用于食品生产，不安全；因此, 产品的应用受到一定的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低、工艺线路短、环境污染少、应用安全的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钾的方法。

为解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：

A、将淀粉及淀粉质原料加水调浆后，加入耐高温α-淀粉酶，经一次喷射得液化液，再加入复合糖化酶进行糖化，糖化后过滤制取葡萄糖溶液；

B、利用黑曲霉P₁₂₀₅X₂₁菌种发酵葡萄糖溶液，发酵过程中流加离子膜KOH溶液，中和产生的葡萄糖酸生成葡萄糖酸钾溶液；

C、将葡萄糖酸钾溶液提纯得到葡萄糖酸钾成品。

所述的步骤A中，淀粉与水的比例为1：1-2(W/ V) ，用硫酸或用KOH调节PH值为6.0—6.5，按8—20u/g干淀粉量加入高温α-淀粉酶，喷射温度控制在100-115℃，用稀硫酸调节PH值为4.0-4.5，按80—180u/g干淀粉两加入复合糖化酶，灭酶终止糖化滤除蛋白。

所述的糖化时间为50-60小时，酒检合格，DE值97%以上，升温至80-85℃，保温30-40分钟灭酶终止糖化。

所述的步骤B中，利用黑曲霉菌种经斜面菌种驯化培养，摇床驯化筛选,得到黑曲霉P₁₂₀₅X₂₁菌种；再经麸曲菌种的放大培养后，制得孢子悬浮液；按麸曲300g/ m³接种量,采用火焰封口法将黑曲霉孢子悬浮液接入一级种子罐内进行培养，一级种子培养成熟后，转入二级种子罐培养；二级种子培养成熟后转入发酵罐发酵，在发酵过程中控制温度、压力、通风量,并通过自动加入离子膜KOH溶液维持PH值为4.5—6.0，直至葡萄糖浓度0.5—0.8%时，发酵结束。