一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法
2023-04-26 13:44:46 3
一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法
【專利摘要】本發明提供了一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟：（1）製糖：以(玉米、小麥、大米、紅薯、土豆)澱粉為原料，配製澱粉乳，經液化和糖化雙酶水解法得到含葡萄糖的糖化液；（2）發酵：糖化液經活性炭脫色、板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾後送入配料罐，並添加NH4H2PO4、KH2PO4、MgSO4·7H2O等輔料作為發酵培養基，連續滅菌後，接入黑麴黴進行發酵；（3）提取：發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色、板框過濾和Pe高分子微孔過濾器後，離心分離上清、真空濃縮、靜置結晶，再經離心分離得到葡萄糖酸鈉晶體，最後烘乾得到葡萄糖酸鈉產品。本發明採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉，無重金屬殘留，無廢水、廢氣，保證食品安全，工藝簡單、易於控制、並具有成本較低。
【專利說明】一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法【技術領域】
[0001]本發明涉及葡萄糖酸鈉的製備方法，特別涉及採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法。
【背景技術】
[0002]葡萄糖酸鈉又稱五羥基己酸鈉，是一種白色或淡黃色結晶粉末，易溶於水微溶於醇，不溶於醚。葡萄糖酸鈉是葡萄糖的深加工產品，也是製備葡萄糖酸內酯、葡萄糖酸鹽(鋅、銅、亞鐵鹽)等的基礎原料，在食品工業可用作營養增補劑、固化劑、緩衝劑等。
[0003]近些年國內葡萄糖酸鈉的生產量不斷增加，這些廠家大都採用化學的方法合成葡萄糖酸鈉，如均相化學氧化法，電解氧化法，多相催化氧化法等。國內許多廠家對葡萄糖酸鈉產品質量不夠重視，一味追求產量，產品普遍存在含水量高、粒度較小、色澤和產品純度不夠等問題。因此，國內大量葡萄糖酸鈉產品主要用於建築、水處理和清洗工業中，用於食品和醫藥中的產品較少。
[0004]化學方法生產葡萄糖酸鈉普遍面臨著質量不易控制、耗能大、汙染嚴重，並且葡萄糖酸鈉產品中，有可能會有重金屬汙染，這些弊端，使得企業生產成本高、產品達不到食品安全與醫藥標準。
【發明內容】
[0005]針對現有 技術中存在的技術問題，本發明提供一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，能夠避免產品中引入重金屬，保證食品安全，並具有成本低，質量易控制，無廢水、廢氣的優點。
[0006]為解決上述技術問題，本發明是以下述技術方案實現的:本發明採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟:(1)製糖:以(玉米、小麥、大米、紅薯、土豆)澱粉為原料，配製24-26% (幹基澱粉w/%)的澱粉乳，調pH值6.2-6.4，加入耐高溫α -澱粉酶12-14U/g，同時加入少量CaC12，用量為幹澱粉的0.1-0.3%，噴射液化，供料泵壓力0.4-0.5MPa，噴射溫度100-105°C，維持罐溫95_105°C，維持時間25_30min，降低溫度60±2°C，調pH4.5-4.8，加糖化酶100_300U/g，連續攪拌20_25h，經雙酶法水解成葡萄糖，過濾後成為糖化液；(2)發酵:糖化液採用活性炭脫色，活性炭用量2-4%，溫度80-85°C，時間20-25min，pH4.4_4.8，脫色後經板框過濾，去除IOym以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒，然後送入配料罐，加入輔料NH4H2P040.5-0.Sg/L、KH2P040.2-0.5g/L、MgS04.7H200.2-0.5g/L,經連續滅菌，115 °C 維持 20_30min，降溫30±2°C進入發酵罐，然後再接入黑麴黴(本單位實驗室篩選得到)進行發酵，發酵液與通入無菌空氣量為1:1-1.5，發酵溫度30±2°C，攪拌速度250-300r/min，pH5.8-6.2 ；
(3)提取:將第二步發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80±2°C，活性炭用量0.4-0.6%，脫色時間30-35min，脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3000-4000r/min)分離得到上清液，上清液真空濃縮至濃度60-80%，靜置冷卻結晶4-6h，離心(3000-4000r/min)得到葡萄糖酸鈉晶體，上清液返回到濃縮結晶罐中，葡萄糖酸鈉晶體於60-80°C條件下烘乾。
[0007]本發明相對於現有技術，能夠避免產品中引入重金屬，保證食品安全，而且產品質量易控制，生產過程中無廢水、廢氣；本發明利用微生物固定化技術，通過優化發酵過程，尋找廉價碳源的方式，不僅降低生產成本，同時也提高了生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0009]實施例1:如圖1所示，一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟:(1)製糖:以玉米澱粉為原料，配製25% (幹基澱粉w/%)的澱粉乳，調pH值6.2，加入耐高溫α -澱粉酶12U/g，同時加入少量CaC12，用量為幹澱粉的0.1%，噴射液化，供料泵壓力0.4MPa，噴射溫度100°C，維持罐溫95°C，維持時間30min，降低溫度60°C，調pH4.5，加糖化酶200U/g，連續攪拌25h，經雙酶法水解成葡萄糖，過濾後成為糖化液；(2)發酵:糖化液採用活性炭脫色，活性炭用量2%，溫度80°C，時間20min，pH4.5，脫色後經板框過濾，去除10 μ m以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒，然後送入配料罐，加入輔料 NH4H2P040.5g/L、KH2P040.4g/L、MgS04 ?7Η200.4g/L，經連續滅菌，115°C維持30min,降溫30°C進入發酵罐，然後再接入黑麴黴(本單位實驗室篩選得到)進行發酵，發酵液與通入無菌空氣量為1:1-1.5，發酵溫度30°C，攪拌速度250r/min，pH5.8 ； (3)提取:將第二步發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80°C，活性炭用量0.5%，脫色時間30min，脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3500r/min)分離得到上 清液，上清液真空濃縮至濃度65%，靜置冷卻結晶6h，離心(3500r/min)得到葡萄糖酸鈉晶體，上清液返回到濃縮結晶罐中，葡萄糖酸鈉晶體於60°C條件下烘乾，此時葡萄糖酸鈉產率可達91.5%。
[0010]實施例2:如圖1所示，一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟:(1)製糖:以玉米澱粉為原料，配製25% (幹基澱粉w/%)的澱粉乳，調pH值6.2，加入耐高溫α -澱粉酶12U/g，同時加入少量CaC12，用量為幹澱粉的0.2%，噴射液化，供料泵壓力0.4MPa，噴射溫度105°C，維持罐溫100°C，維持時間30min，降低溫度60°C，調pH4.5，加糖化酶300U/g，連續攪拌25h，經雙酶法水解成葡萄糖，過濾後成為糖化液；(2)發酵:糖化液採用活性炭脫色，活性炭用量3%，溫度85°C，時間20min，pH4.6，脫色後經板框過濾，去除10 μ m以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒，然後送入配料罐，加入輔料 NH4H2P040.8g/L、KH2P040.4g/L、MgS04 ?7Η200.4g/L，經連續滅菌，115°C維持30min,降溫30°C進入發酵罐，然後再接入黑麴黴(本單位實驗室篩選得到)進行發酵，發酵液與通入無菌空氣量為1:1-1.5，發酵溫度30°C，攪拌速度260r/min，pH5.8 ;(3)提取:將第二步發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80°C，活性炭用量0.5%，脫色時間30min，脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3500r/min)分離得到上清液，上清液真空濃縮至濃度70%，靜置冷卻結晶6h，離心(3500r/min)得到葡萄糖酸鈉晶體，上清液返回到濃縮結晶罐中，葡萄糖酸鈉晶體於60°C條件下烘乾，此時葡萄糖酸鈉產率可達93.8%。
[0011] 實施例3:如圖1所示，一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟:(I)製糖:以玉米澱粉為原料，配製25% (幹基澱粉w/%)的澱粉乳，調pH值6.4，加入耐高溫α -澱粉酶14U/g，同時加入少量CaC12，用量為幹澱粉的0.3%，噴射液化，供料泵壓力0.5MPa，噴射溫度1050C，維持罐溫100°C，維持時間30min,降低溫度60°C，調ρΗ4.8，加糖化酶300U/g，連續攪拌25h，經雙酶法水解成葡萄糖，過濾後成為糖化液；(2)發酵:糖化液採用活性炭脫色，活性炭用量3%，溫度85°C，時間20min，pH4.6，脫色後經板框過濾，去除10 μ m以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒，然後送入配料罐，加入輔料 NH4H2P040.8g/L、KH2P040.5g/L、MgS04 ?7Η200.5g/L，經連續滅菌，115°C維持30min，降溫30°C進入發酵罐，然後再接入黑麴黴(本單位實驗室篩選得到)進行發酵，發酵液與通入無菌空氣量為1:1-1.5，發酵溫度32°C，攪拌速度270r/min，pH6.0 ；(3)提取:將第二步發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80°C，活性炭用量0.5%，脫色時間30min,脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3500r/min)分離得到上清液，上清液真空濃縮至濃度75%，靜置冷卻結晶6h，離心(3500r/min)得到葡萄糖酸鈉晶體，上清液返回到濃縮結晶罐中，葡萄糖酸鈉晶體於60°C條件下烘乾，此時葡萄糖酸鈉產率可達95.2%。`
【權利要求】
1.一種採用黑麴黴發酵法製備葡萄糖酸鈉的方法，其特徵在於包括以下步驟:(1)製糖:以(玉米、小麥、大米、紅薯、土豆)澱粉為原料，配製24-26% (幹基澱粉w/%)的澱粉乳，調pH值6.2-6.4，加入耐高溫α -澱粉酶12-14U/g，同時加入少量CaCl2，用量為幹澱粉的0.1-0.3%，噴射液化，供料泵壓力0.4-0.5MPa，噴射溫度100_105°C，維持罐溫95_105°C，維持時間25-30min，降低溫度60±2°C，調pH4.5-4.8，加糖化酶100_300U/g(相對澱粉幹基)，連續攪拌20-25h，經雙酶法水解成葡萄糖，過濾後成為糖化液；(2)發酵:糖化液採用活性炭脫色，活性炭用量2-4%，溫度80-85°C，時間20-25min，pH4.4-4.8，脫色後經板框過濾，去除10 μ m以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒，然後送入配料罐，加入輔料 NH4H2PO4 0.5-0.8g/L、KH2PO4 0.2-0.5g/L、MgSO4.7H20 0.2-0.5g/L，經連續滅菌，115°C維持20-30min，降溫30±2°C進入發酵罐，然後再接入黑麴黴(本單位實驗室篩選得到)進行發酵，發酵液與通入無菌空氣量為1:1-1.5，發酵溫度30±2°C，攪拌速度250-300r/min, pH5.8-6.2 ；(3)提取:將第二步發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80±2°C，活性炭用量0.4-0.6%，脫色時間30-35min，脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3000-4000r/min)分離得到上清液，上清液真空濃縮至濃度60-80%，靜置冷卻結晶4-6h，離心(3000-4000r/min)得到葡萄糖酸鈉晶體，上清液返回到濃縮結晶罐中，葡萄糖酸鈉晶體於60-80°C條件下烘乾。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述澱粉為玉米澱粉、小麥澱粉、大米澱粉、紅薯澱粉、土豆澱粉中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述糖化液活性炭脫色，活性炭用量 2-4%，溫度 80-85°C，時間 20-25min，pH4.4-4.8。
4.根據權利要求1所述的 製備方法，其特徵在於，所述糖化液脫色後，經板框過濾，去除10 μ m以上的炭粉，再經Pe高分子微孔過濾器去除10 μ m以下活性炭顆粒。
5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述發酵加入輔料NH4H2PO40.5-0.8g/L、KH2PO4 0.2-0.5g/L、MgSO4.7H20 0.2-0.5g/L。
6.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述菌種為黑麴黴為本單位篩選所得。
7.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述發酵條件為發酵液與通入無菌空氣量為 1:1-1.5，發酵溫度 30±2°C，攪拌速度 250-300r/min, ρΗ5.8-6.2。
8.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述提取工序中發酵得到的葡萄糖酸鈉溶液進行脫色，脫色溫度80±2°C，活性炭用量0.4-0.6%，脫色時間30-35min。
9.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述提取工序中葡萄糖酸鈉溶液脫色後經板框過濾和Pe高分子微孔過濾器過濾去除活性炭和黑麴黴菌絲體，離心(3000-4000r/min)分離得到上清液。
10.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述結晶條件為上清液真空濃縮至濃度60-80%，靜置冷卻結晶4-6h。
【文檔編號】C12R1/685GK103667375SQ201310610412
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】蘇雪鋒, 馮軍偉, 侯銀臣, 遊倩倩, 楊銘乾, 王文, 刁大鵬, 杜小波 申請人:鄭州市中食農產品加工研究院