[发明专利]一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵工程和生物工程技术领域，具体涉及一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法。

背景技术

葡萄糖酸盐作为蓬松剂、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；如在食品行业具体可作为食品添加剂和营养增补剂。

葡萄糖酸盐的生产方法主要有微生物发酵法、电解法和催化氧化法等。微生物发酵法由于条件温和，节能明显而被广泛采用。但现有技术中在葡萄糖酸及其盐进行发酵生产时，主要控制的pH、温度、发酵罐转速、溶解氧浓度(DO)、残糖浓度等。如Boutroux利用微生物的氧化作用能将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，葡萄糖酸及其盐类发酵工艺有了明显的进步；Currie等利用青霉或曲霉建立了现代通气搅拌液体发酵技术，使葡萄糖的转化率达90％；Blom等发明了添加NaOH、维持pH值6.5以下的方法生产葡萄糖酸钠，葡萄糖转化率达95％以上；我国黄道震等以葡萄糖含量为30％的发酵培养基接种10％的黑曲霉种子液，通过流加氢氧化钠溶液控制pH值在6.0～6.5使残糖可降至1g/L以下。现有报道表明了pH值、温度、发酵罐转速、底物葡萄糖浓度对葡萄糖转化率影响很大。刘仲汇等针对工业大罐发酵而设计了专用pH温度智能控制系统，获得了较好的发酵水平；2002年Anastassiadis等采用短梗霉(Aureobasidium pullulans)建立了静息细胞和固定化细胞的连续葡萄糖酸生产技术，浓度可达26％，最高生成速率为19g/L/h。

但上述方法均为单批次发酵或单罐连续发酵的研究结果参数，上述方法的发酵过程难以控制、发酵速率慢，且连续发酵时间短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法。本发明提供的葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法连续、稳定、收率高、能耗低。

本发明提供了一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

以15～25％的接种量在一级发酵培养基中进行接种，再加入发酵培养基进行一级发酵，所述葡萄糖液的浓度为340～360g/L；

当所述一级发酵得到的葡萄糖浓度为300～320g/L时，将发酵液进行二级发酵；

当所述二级发酵得到的葡萄糖浓度为240～260g/L时，将发酵液进行三级发酵；

当所述三级发酵得到的葡萄糖浓度为120～150g/L时，将发酵液进行四级 发酵；

当所述四级发酵得到的葡萄糖浓度为15～30g/L时，将发酵液进行缓冲发酵；

当所述缓冲发酵得到的葡萄糖浓度为2～5g/L时，得到葡萄糖酸钠。

优选的是，所述发酵采用的菌种为黑曲霉。

优选的是，所述发酵培养基包含以下重量份的组分：6～10份的葡萄糖、0.001～0.005份的硫酸镁、0.001～0.002份的尿素、0.0015～0.005份的消泡剂和22～25份的水。

优选的是，各级发酵的发酵液的体积占各工作容积的70～80％。

优选的是，进行下一级发酵的发酵液的体积为上一级发酵液总体积的5～10％。

优选的是，一级发酵转出发酵液的同时补加补料培养基，所述补料培养基补加的体积为转出的发酵液的体积的40～60％。

优选的是，一、二、三、四级和缓冲发酵转出发酵液的同时流加氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液流加的总体积为转出发酵液体积的40～60％。

优选的是，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比为30～50％。

优选的是，在连续发酵过程中，所述一级发酵的干菌浓度保持在20～30g/L。

优选的是，发酵总时长为340～400h。

本发明提供一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法。通过一次性接种，和多级发酵的结合，本申请大大节约了培养原料和时间，实现了发酵的连续生产，发酵收率高达97.3％。本发明提供的葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法发酵时间长，单位产能高，操作简单，容易控制，是连续、稳定、收率高、能耗低的连续发酵生产方法。

附图说明

图1为本发明实施例1和2中的发酵装置连接关系图。

具体实施方式

本发明提供了一种葡萄糖酸钠的连续发酵生产方法，包括以下步骤：

以15～25％的接种量在一级发酵培养基中进行接种，再加入发酵培养基进行一级发酵，所述葡萄糖液的浓度为340～360g/L；

当所述一级发酵得到的葡萄糖浓度为300～320g/L时，将发酵液进行二级发酵；