玉米粉發酵製備2-酮基-d-葡萄糖酸的工藝的製作方法
2023-04-28 18:59:41 1
專利名稱：玉米粉發酵製備2-酮基-d-葡萄糖酸的工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於食品添加劑的鹽類合成前體2-酮基-D-葡萄糖酸的製備領域， 特別涉及一種玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝。
(二 )背景才支術
2-酮基-D-葡萄糖酸是目前工業化大規模生產的有機酸之一，是食品抗氧 化劑D-異抗壞血酸鈉及D-異抗壞血酸合成的前體。2-酮基-D-葡萄糖酸的生產 方法主要有酶法、化學合成法和發酵法等3種。由於生產成本等方面因素，目 前在工業生產中多採用細菌發酵的間接發酵技術。
現有的2-酮基-D-葡萄糖酸發酵技術已達到相當的水平。在工業化生產中， 國內外通常採用澱粉水解糖和玉米漿分別做為2-酮基-D-葡萄糖^酵的碳源 和氮源進行發酵。其中發酵原料對發酵轉化率、發酵產率、產品的製作、產物 質量及生產成本等有非常直接和顯著的影響。目前，在不影響產品質量及產量 的前提下，開發低成本的2-酮基-D-葡萄糖酸發酵工藝是本行業致力於解決的 問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝， 其在不影響產品質量及產量的前提下，實現了低成本發酵。
本發明採用的技術方案如下
玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，先將玉米粉製得玉米粉水解 糖液，然後以玉米粉水解糖液同時為培養基的碳源和氮源配製培養基，發酵制 備2-酮基-D-葡萄糖酸。
所述玉米粉水解糖液由下法製得玉米粉加水製得玉米粉質量濃度為40%-45%的漿液，加熱至50-6(TC後加入液化酶，升溫至90-97。C並保持至液化 結束；漿液降溫至58-62°C，加入糖化酶並於58-62。C進行保溫糖化24-72h， 製得玉米粉水解糖液。
所述液化酶加入的質量為玉米粉質量的0.05-0.2%;所述糖化酶加入的質 量為玉米粉質量的0. 05-0. 15%。
發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸時採用流加補料發酵工藝，發酵液中葡萄糖 濃度低於4%時，開始流加糖，且控制流加速度以維持發酵液葡萄糖濃度在4% 以下。
發酵於30-40。C進行，pH值為5. 0-7. 0，通氣量為0. 5-2. Ov/v/m。
發酵於33'C進行，pH值為5. 3，通氣量為1.4v/v/m。
本方法利用玉米粉水解糖液代替傳統的澱粉糖化液，且玉米粉水解糖液直 接配製培養基參與下一步的發酵，簡化了從玉米粉中提取澱粉，再把澱粉轉化 成葡萄糖的過程，同時作為發酵的碳源和氮源，也省去傳統的作為發酵氮源的 玉米漿的配製，極大地降低了生產成本，簡化了操作，具有4艮好的經濟和社會 效益。
具體的，玉米粉漿液糖化後用八層紗布過濾，濾液再進行培養基的配製。 發酵時，用玉米粉水解糖液與碳酸4丐製得培養基後，在發酵容器中滅菌冷
卻，接入螢光假單胞菌種子進行培養，利用碳酸4丐做為中和劑。其他本發明未
詳述的地方，皆可參照現有方法進行。
本發明相對於現有技術，有以下優點
本發明方法實現了低成本、簡單操作製備2-酮基-D-葡萄糖酸，且產品質 量和品質不受影響。
(四)
圖1為本發明實施例中玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝流程簡圖。
(五)
具體實施例方式以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不限於
此
實施例1
種子培養採用5L的自控發酵罐。種子培養基配方為葡萄糖2%(重量體 積百分比，即每100毫升培養基中所含溶質的克數，下同)，玉米漿1% (其中 的乾物質質量百分含量為40%), KH2P04 0. 2%,尿素0. 2%， MgS04 . 7H20 0. 05%, 泡敵O. 05%,滅菌前pH6. 8。將螢光假單胞桿菌K1005菌懸液接入3L上述種子 培養基中，控制攪拌轉速400r/m，罐溫33. 5。C，罐壓0. 04MPa，通氣量1. 0 V/V/m, 培養18h。
連續發酵採用50L的自控發酵罐。發酵過程中，用蠕動泵進行流加補料。 其工作體積在30L，發酵培養條件控制在轉速400rpm、罐溫33. 5'C、罐壓 0. 050MPa、通氣量1.0v/v/m。當葡萄糖濃度低於4%時，利用蠕動泵進行補料。 當葡萄糖濃度達到0. 02%以下時，將發酵液放出回收2-酮基-D-葡萄糖酸。
將玉米粉(澱粉含量68%) 10kg加水調玉米粉漿濃度為40%,置於發酵容 器中加熱至50。C時加入液化酶8g，攪拌均勻，繼續加熱使溫度維持在90~97°C 至液化結束。玉米粉液化結束後迅速降溫至60。C，加入糖化酶5g，攪拌均勻，60 。C保溫24h得玉米粉糖化液。將玉米粉糖化液用八層紗布過濾，測定水解糖液 的葡萄糖含量27. 2%。
發酵培養基的組成為玉米粉水解糖液(以其中的葡萄糖計)18%，其中底 糖9%，補糖9%,4. 5%的輕質碳酸鉤。將碳酸鉀、底糖、補糖分消，用蠕動泵將 碳酸鈞加入發酵罐和底糖混勻，降溫後將發酵好的種液接入發酵培養基中，當 培養14h時，葡萄糖濃度低於4%，利用蠕動泵進行補糖，控制流加速度維持發 酵液葡萄糖濃度在4%以下。當葡萄糖濃度達到0. 02%以下時，將發酵液》文出回 收2-酮基-D-葡萄糖酸。該過程共耗時42h，生產2-酮基-D-葡萄糖酸5341. 6g， 發酵轉化率為91. 78%。
實施例2種子培養及發酵條件控制同實施例1。
將玉米粉(澱粉含量68%) 10kg加水調玉米粉漿濃度為42%，置於發酵容 器中加熱至50。C時加入液化酶10g，攪拌均勻，繼續加熱使溫度維持在90-97 。C至液化結束。玉米粉液化結束後迅速降溫至60°C，加入糖化酶7g，攪拌均勻， 6(TC保溫50小時得玉米粉糖化液。將玉米粉糖化液用八層紗布過濾，測定水 解糖液的葡萄糖含量28.56% 。
發酵培養基的組成為玉米粉水解糖液(以其中的葡萄糖計)20%，其中底 糖8%,補糖12%,5. 3%的輕質碳酸鉤。將碳酸鉀、底糖、補糖分消，用蠕動泵 將碳酸釣加入發酵罐和底糖混勻，降溫後將發酵好的種液接入發酵培養基中， 當培養12h時，葡萄糖濃度低於4%，利用蠕動泵進行補糖，控制流加速度維持 發酵液葡萄糖濃度在4%以下。當葡萄糖濃度達到0. 01%以下時，將發酵液放出 回收2-酮基-D-葡萄糖酸。該過程共耗時38h，生產2-酮基-D-葡萄糖酸 5755. 3g，發酵轉化率為89%。
實施例3
種子培養及發酵條件控制同實施例1 。
將玉米粉(澱粉含量68%) 10kg加水調玉米粉漿濃度為45%，置於發酵容 器中加熱至50。C時加入液化酶15g，攪拌均勻，繼續加熱使溫度維持在90-97 。C至液化結束。玉米粉液化結束後迅速降溫至60°C,加入糖化酶10g，攪拌均勻， 60。C保溫56小時得玉米粉糖化液。將玉米粉糖化液用八層紗布過濾，測定水 解糖液的葡萄糖含量30%。
發酵培養基的組成為玉米粉水解糖液(以其中的葡萄糖計)22%，其中底 糖8%,補糖14%，5. 8%的輕質碳酸鈣。將碳酸4丐、底糖、補糖分消，用蠕動泵 將碳酸鉤加入發酵罐和底糖混勾，降溫後將發酵好的種液接入發酵培養基中， 當培養13h時，葡萄糖濃度低於4%，利用蠕動泵進行補糖，控制對流加速度維 持發酵液葡萄糖濃度在4%以下。當葡萄糖濃度達到0. 01%以下時，將發酵液放 出回收2-酮基-D-葡萄糖酸。該過程共耗時40h,生產2-酮基-D-葡萄糖酸 6術g，發酵轉化率為90°/。。
權利要求
1.玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，其特徵在於，先將玉米粉製得玉米粉水解糖液，然後以玉米粉水解糖液同時為培養基的碳源和氮源配製培養基，發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸。
2. 如權利要求1所述的玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，其特 徵在於，所述玉米粉水解糖液由下法製得玉米粉加水製得玉米粉質量濃度為 40°/。-45%的漿液，加熱至50-60。C後加入液化酶，升溫至90-97。C並保持至液化 結束；漿液降溫至58-62。C,加入糖化酶並於58-62。C進行保溫糖化24-72h，製得玉米粉水解糖液。
3. 如權利要求2所述的玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，其特 徵在於，所述液化酶加入的質量為玉米粉質量的0. 05-0. 2%;所述糖化酶加入 的質量為玉米粉質量的0. 05-0. 15%。
4. 如權利要求1-3之一所述的玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工 藝，其特徵在於，發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸時採用流加補料發酵工藝，發 酵液中葡萄糖濃度低於4%時，開始流加糖，且控制流加速度以維持發酵液葡萄 糖濃度在4%以下。
5. 如權利要求4所述的玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，其特 徵在於，發酵於30-40。C進行，pH值為5.0-7.0，通氣量為0. 5-2. Ov/v/m。
6. 如權利要求5所述的玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝，其特 徵在於，發酵於33。C進行，pH值為5. 3,通氣量為1. 4v/v/m。
全文摘要
本發明特別涉及一種玉米粉發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸的工藝。先將玉米粉製得玉米粉水解糖液，然後以玉米粉水解糖液同時為培養基的碳源和氮源配製培養基，發酵製備2-酮基-D-葡萄糖酸。本發明方法實現了低成本、簡單操作製備2-酮基-D-葡萄糖酸，且產品質量和品質不受影響。
文檔編號C12P7/40GK101555499SQ200910065029
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者森 劉, 劉銀霞, 史小利, 林 李, 明 董, 陳全成, 馬明周, 黃惠英 申請人:鄭州拓洋生物工程有限公司