專利名稱：黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產葡萄糖酸鈣的方法，尤其是一種黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣
的方法。
背景技術：
葡萄糖酸鈣是一種營養藥物，能降低毛細血管的通透性，增加致密度，維持神經與 肌肉的正常興奮性，加強心肌的收縮力，有助于骨質的形成。在食品工業中，它是保健品的 添加劑，也可以用于飼養業的復合飼料，由葡萄糖酸鈣還可衍生葡萄糖酸，葡萄糖酸鋅，以 及葡萄糖酸內酯等化學產品。目前葡萄糖酸鈣生產方法主要有二種，其生產流程分別如圖1 和圖2所示，第一種方法中由于葡萄糖酸鈣溶解度小，這樣發酵液中葡萄糖濃度太稀，不超 過12%，需耗用大量電、蒸汽處理發酵產物，且產物雜質多、色素多、生產勞動強度大、中間 損耗大、能耗大，要二次提純、直接造成對成品純度和收率影響，整個工藝過程產生大量廢 水，生產周期長，生產成本高；在第二種方法中由于使用的葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶不穩 定、保存要求高，葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶占生產成本達15 % ，在提取過程中，用大量蒸 汽升溫滅酶，也導致增加生產成本。

發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供的一種葡萄糖酸鈣品質好、純度 高、工藝簡單、生產成本低的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法。 為了達到上述目的，本發明所設計的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，它包括 種子培養和發酵培養，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌種發酵發酵葡萄糖液體，將葡萄 糖轉化為葡萄糖酸，并與含鈣化合物進行鈣交換后生成葡萄糖酸鈣，然后依次經過除菌過 濾、濃縮結晶、分離、干燥后形成葡萄糖酸鈣成品。優選的方案是所述與鈣化合物進行鈣交 換是指與碳酸鈣進行中和反應。 作為優選，所述發酵培養按如下步驟進行在含有葡萄糖的發酵培養基中，接入 重量比為8% W/W-12% W/W的已培養好的種子液，保持溫度為32°C -38t:，通入空氣，氣液 比為1. 2m3/m3-l. 4m3/m3，發酵培養14小時-16小時，直至殘糖小于或等于0. 4， ffl值為 6-6. 5，結束發酵。采用碳酸鈣中和的化學反應式可以為
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作為優選，所述種子液培養按以下條件進行將黑曲霉TN9518斜面菌種用無菌水 洗脫倒入種子培養基，保持溫度32°C _38°C ，通入空氣，氣液比為0. 2m3/m3-lm3/m3，培養20 小時得種子培養液，其ra為6.8 ;其中所述種子培養基組成為葡萄糖7%、玉米漿0.5%、蛋 白胨0.2%、碳酸鈣5%，1^值-自然，上述百分含量皆為質量百分比濃度。
作為優選，所述發酵培養基為含葡萄糖16%、碳酸鈣15^的無滅菌發酵液，其ra
值為6. 5，上述百分含量為質量百分比濃度。 作為優選，除菌過濾按如下步驟進行將發酵液升溫至80°C -851:，保溫半小時， 然后依次進行板框過濾和微孔過濾。 作為優選，所述濃縮結晶是將比重在1. 045-1. 055，溫度為60°C -S(TC的過濾液進 行膜濃縮，濃縮后液體比重為1. 08-1. l，于溫度50°C _701:，靜止結晶25小時-40小時。。
為了進一步提高葡萄糖酸鈣的提取率，所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法 還可包括母液套用，所述母液套用是將分離得到的比重在1. 01-1. 02葡萄糖酸鈣母液升溫 至70°C _75°C ，進行膜濃縮后，濃縮后液體比重為1. 09-1. 1 ，于溫度60°C _70°C ，放置靜止結 晶25小時-40小時。 本發明得到的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法采用黑曲霉TN9518菌種，避免
了葡萄糖經高溫i2rc滅菌破壞了部分葡萄糖結構，無副產物、氧化專一，省略了培養基中
的無機鹽，提高了產品的純度，采用膜濃縮，節約了大量常態濃縮的蒸汽、簡化生產工藝，提 高勞動生產率，減少了二次水用量及生產過程產生的廢水，同步回收利用，減少了對環境的 污染，因此本發明有能耗低，成本低的優點。


圖1是現有技術的葡萄糖酸鈣的生產流程圖；
圖2是另一種現有技術的葡萄糖酸鈣的生產流程圖；
圖3是實施例1的生產流程圖。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
實施例1 如圖3所示，本實施例所描述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，它包括種子
培養和發酵培養，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌種發酵發酵葡萄糖液體，將葡萄糖轉
化為葡萄糖酸，并與含鈣化合物進行鈣交換后生成葡萄糖酸鈣，然后依次經過除菌過濾、濃
縮結晶、分離、干燥后形成葡萄糖酸鈣成品。優選的方案是所述與鈣化合物進行鈣交換是指
與碳酸鈣的中和，所述化學反應式
4Cfff，，Og + 3<9， + 2ff，<9 > 4CH 0， + 2ff，O + ft爭' 主要步驟如下
1、種子培養液 將黑曲霉TN9518斜面菌種用無菌水洗脫倒入種子培養基，在溫度35"C，通入空 氣、氣液比為0. 5m3/m3，開動攪拌，培養20小時得種子培養液，其ffl值為6. 8，種子培養基 組成(質量百分比濃度)葡萄糖7%玉米漿0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸鈣5%、1^值-自
2、發酵 將種子液以發酵液8重量比的接種量接入發酵液培養基，35t:通入空氣，氣液比 為1. 2m3/m3，開動攪拌，培養14小時，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸、中和碳酸鈣生成葡萄糖酸 鈣。殘糖《o.4，ra值維持6，發酵液培養基的組成(質量百分比的濃度)，葡萄糖16%、碳 酸鈣15X、PH值為6. 5。
3、除菌過濾 發酵液升溫至80°C ，保溫半小時，經板框過濾、微孔過濾。
4、濃縮結晶 將比重在1. 045，溫度6(TC過濾液進行膜濃縮，濃縮后液體比重1. 08，溫度50°C， 放置結晶槽，靜止結晶25小時，分離、干燥得葡萄糖酸鈣成品。
5、母液套用 將分離后的葡萄糖酸鈣液升溫至7(TC完全溶解，比重1. Ol，進行膜濃縮至比重
1. 08時，放置結晶槽，靜止結晶25小時，分離、干燥得葡萄糖酸鈣成品。 根據以上方法制造葡萄糖酸鈣，以葡萄糖重量收率計算應>95%。本發明采用黑
曲霉TN9518菌種，避免了葡萄糖經高溫12rC滅菌破壞了部分葡萄糖結構以及帶來色素、
焦糖等，無副產物、氧化專一，省略了培養基中的無機鹽，提高了產品的純度，采用膜濃縮，
節約了大量常態濃縮的蒸汽、簡化生產工藝，提高勞動生產率，減少了二次水用量及生產過
程產生的廢水，同步回收利用，減少了對環境的污染，因此本發明有能耗低，成本低的優點。 實施例2 本實施例所描述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，主要步驟如下
1、種子培養液 將黑曲霉TN9518斜面菌種用無菌水洗脫倒入種子培養基，在溫度38"C，通入空 氣、氣液比為lm3/m3，開動攪拌，培養20小時得種子培養液，其ffl值為6. 8，種子培養基組 成(質量百分比濃度)葡萄糖7%玉米漿0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸鈣5%、1^值-自然。
2、發酵 將種子液以發酵液12%重量比的接種量接入發酵液培養基，381:通入空氣，氣液 比為1. 4m3/m3，開動攪拌，培養16小時，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸、中和碳酸鈣生成葡萄糖 酸鈣。殘糖《0.4，ra值維持6.5，發酵液培養基的組成(質量百分比的濃度)，葡萄糖16%、 碳酸鈣15X、PH值為6.5。
3、除菌過濾 發酵液升溫至85°C ，保溫半小時，經板框過濾、微孔過濾。
4、濃縮結晶 將比重在1. 055，溫度8(TC過濾液進行膜濃縮，濃縮后液體比重1. 1，溫度7(TC，放 置結晶槽，靜止結晶40小時，分離、干燥得葡萄糖酸鈣成品。
5、母液套用 將分離后的葡萄糖酸鈣液升溫至5t:完全溶解，比重1. 02，進行膜濃縮至比重1. 1 時，放置結晶槽，靜止結晶40小時，分離、干燥得葡萄糖酸鈣成品。
實施例3 本實施例所描述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，主要步驟如下
5
種子培養液 將黑曲霉TN9518斜面菌種用無菌水洗脫倒入種子培養基，在溫度32"C，通入空 氣、氣液比為0. 5m3/m3，開動攪拌，培養20小時得種子培養液，其ffl為6. 8，種子培養基組 成(質量百分比濃度)葡萄糖7%玉米漿0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸鈣5%、1^值-自然。
發酵 將種子液以發酵液10%重量比的接種量接入發酵液培養基，321:通入空氣，氣液 比為1. 3m3/m3，開動攪拌，培養15小時，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸、中和碳酸鈣生成葡萄糖 酸鈣。殘糖《0.4，ra值維持6.3，發酵液培養基的組成(質量百分比的濃度)，葡萄糖16%、 碳酸鈣15X、PH值為6.5。
除菌過濾 發酵液升溫至83°C ，保溫半小時，經板框過濾、微孔過濾。
濃縮結晶 將比重在1. 050，溫度7(TC過濾液進行膜濃縮，濃縮后液體比重1. 09，溫度60°C， 放置結晶槽，靜止結晶35小時，分離、干燥得葡萄糖酸鈣成品。
權利要求
一種黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，它包括種子培養和發酵培養，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌種發酵發酵葡萄糖液體，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，并與含鈣化合物進行鈣交換后生成葡萄糖酸鈣，然后依次經過除菌過濾、濃縮結晶、分離、干燥后形成葡萄糖酸鈣成品。
2. 根據權利要求1所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是所述與鈣化合 物進行鈣交換是指與碳酸鈣進行中和反應。
3. 根據權利要求1或2所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是所述發酵 培養按如下步驟進行在含有葡萄糖的發酵培養基中，接入重量比為8% W/W-12% W/W的已 培養好的種子液，保持溫度為32°C -38t:，通入空氣，氣液比為1. 2m3/m3-l. 4m3/m3，發酵培 養14小時-16小時，直至殘糖小于或等于0. 4， ra值為6-6. 5，結束發酵。
4. 根據權利要求3所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是所述種子液 培養按以下條件進行將黑曲霉TN9518斜面菌種用無菌水洗脫倒入種子培養基，保持溫 度32°C _38"，通入空氣，氣液比為0. 2m3/m3-lm3/m3，培養20小時得種子培養液，其m為 6. 8 ;其中所述種子培養基組成為葡萄糖7% 、玉米漿0. 5% 、蛋白胨0. 2% 、碳酸鈣5% ， ra 值自然，上述百分含量皆為質量百分比濃度。
5. 根據權利要求4所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是所述發酵培養 基為含葡萄糖16% 、碳酸鈣15%的無滅菌發酵液，其ra值為6. 5，上述百分含量為質量百分 比濃度。
6. 根據權利要求1或2所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是除菌過濾 按如下步驟進行將發酵液升溫至80°C _851:，保溫半小時，然后依次進行板框過濾和微孔 過濾。
7. 根據權利要求5所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是除菌過濾按 如下步驟進行將發酵液升溫至80°C _851:，保溫半小時，然后依次進行板框過濾和微孔過濾。
8. 根據權利要求1或2所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是所述濃縮 結晶是將比重在1. 045-1. 055，溫度為60°C _80°C的過濾液進行膜濃縮，濃縮后液體比重為 1. 08-1. 1，于溫度50°C -7(TC，靜止結晶25小時-40小時。
9. 根據權利要求7所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是除菌過濾按 如下步驟進行將發酵液升溫至80°C _851:，保溫半小時，然后依次進行< 板框過濾和微孔過 濾。
10. 根據權利要求1或2所述的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，其特征是還包 括母液套用，所述母液套用是將分離得到的比重在1.01-1. 02葡萄糖酸鈣母液升溫至 70°C _75"，進行膜濃縮后，濃縮后液體比重為1. 09-1. l，于溫度60°C _70"，放置靜止結晶 25小時-40小時。
全文摘要
本發明所公開的黑曲霉發酵生產葡萄糖酸鈣的方法，它包括種子培養和發酵培養，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌種發酵發酵葡萄糖液體，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，并與含鈣化合物進行鈣交換后生成葡萄糖酸鈣，然后依次經過除菌過濾、濃縮結晶、分離、干燥后形成葡萄糖酸鈣成品。本方法避免了葡萄糖經高溫121℃滅菌破壞了部分葡萄糖結構，無副產物、氧化專一，省略了培養基中的無機鹽，提高了產品的純度，采用膜濃縮，節約了常態濃縮的蒸汽、簡化生產工藝，提高勞動生產率，減少了二次水用量及生產過程產生的廢水，同步回收利用，減少了對環境的污染，因此本發明有能耗低，成本低的優點。
文檔編號C12R1/685GK101736043SQ20101030068
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者皇立新, 陳小豐 申請人:浙江天益食品添加劑有限公司