专利名称：黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产葡萄糖酸钙的方法，尤其是一种黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙
的方法。
背景技术：
葡萄糖酸钙是一种营养药物，能降低毛细血管的通透性，增加致密度，维持神经与 肌肉的正常兴奋性，加强心肌的收縮力，有助于骨质的形成。在食品工业中，它是保健品的 添加剂，也可以用于饲养业的复合饲料，由葡萄糖酸钙还可衍生葡萄糖酸，葡萄糖酸锌，以 及葡萄糖酸内酯等化学产品。目前葡萄糖酸钙生产方法主要有二种，其生产流程分别如图1 和图2所示，第一种方法中由于葡萄糖酸钙溶解度小，这样发酵液中葡萄糖浓度太稀，不超 过12%，需耗用大量电、蒸汽处理发酵产物，且产物杂质多、色素多、生产劳动强度大、中间 损耗大、能耗大，要二次提纯、直接造成对成品纯度和收率影响，整个工艺过程产生大量废 水，生产周期长，生产成本高；在第二种方法中由于使用的葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶不稳 定、保存要求高，葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶占生产成本达15 % ，在提取过程中，用大量蒸 汽升温灭酶，也导致增加生产成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供的一种葡萄糖酸钙品质好、纯度 高、工艺简单、生产成本低的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法。 为了达到上述目的，本发明所设计的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，它包括 种子培养和发酵培养，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌种发酵发酵葡萄糖液体，将葡萄 糖转化为葡萄糖酸，并与含钙化合物进行钙交换后生成葡萄糖酸钙，然后依次经过除菌过 滤、浓縮结晶、分离、干燥后形成葡萄糖酸钙成品。优选的方案是所述与钙化合物进行钙交 换是指与碳酸钙进行中和反应。 作为优选，所述发酵培养按如下步骤进行在含有葡萄糖的发酵培养基中，接入 重量比为8% W/W-12% W/W的已培养好的种子液，保持温度为32°C -38t:，通入空气，气液 比为1. 2m3/m3-l. 4m3/m3，发酵培养14小时-16小时，直至残糖小于或等于0. 4， ffl值为 6-6. 5，结束发酵。采用碳酸钙中和的化学反应式可以为
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作为优选，所述种子液培养按以下条件进行将黑曲霉TN9518斜面菌种用无菌水 洗脱倒入种子培养基，保持温度32°C _38°C ，通入空气，气液比为0. 2m3/m3-lm3/m3，培养20 小时得种子培养液，其ra为6.8 ;其中所述种子培养基组成为葡萄糖7%、玉米浆0.5%、蛋 白胨0.2%、碳酸钙5%，1^值-自然，上述百分含量皆为质量百分比浓度。
作为优选，所述发酵培养基为含葡萄糖16%、碳酸钙15^的无灭菌发酵液，其ra
值为6. 5，上述百分含量为质量百分比浓度。 作为优选，除菌过滤按如下步骤进行将发酵液升温至80°C -851:，保温半小时， 然后依次进行板框过滤和微孔过滤。 作为优选，所述浓縮结晶是将比重在1. 045-1. 055，温度为60°C -S(TC的过滤液进 行膜浓縮，浓縮后液体比重为1. 08-1. l，于温度50°C _701:，静止结晶25小时-40小时。。
为了进一步提高葡萄糖酸钙的提取率，所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法 还可包括母液套用，所述母液套用是将分离得到的比重在1. 01-1. 02葡萄糖酸钙母液升温 至70°C _75°C ，进行膜浓縮后，浓縮后液体比重为1. 09-1. 1 ，于温度60°C _70°C ，放置静止结 晶25小时-40小时。 本发明得到的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法采用黑曲霉TN9518菌种，避免
了葡萄糖经高温i2rc灭菌破坏了部分葡萄糖结构，无副产物、氧化专一，省略了培养基中
的无机盐，提高了产品的纯度，采用膜浓縮，节约了大量常态浓縮的蒸汽、简化生产工艺，提 高劳动生产率，减少了二次水用量及生产过程产生的废水，同步回收利用，减少了对环境的 污染，因此本发明有能耗低，成本低的优点。
图1是现有技术的葡萄糖酸钙的生产流程图；
图2是另一种现有技术的葡萄糖酸钙的生产流程图；
图3是实施例1的生产流程图。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1 如图3所示，本实施例所描述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，它包括种子
培养和发酵培养，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌种发酵发酵葡萄糖液体，将葡萄糖转
化为葡萄糖酸，并与含钙化合物进行钙交换后生成葡萄糖酸钙，然后依次经过除菌过滤、浓
縮结晶、分离、干燥后形成葡萄糖酸钙成品。优选的方案是所述与钙化合物进行钙交换是指
与碳酸钙的中和，所述化学反应式
4Cfff，，Og + 3<9， + 2ff，<9 > 4CH 0， + 2ff，O + ft争' 主要步骤如下
1、种子培养液 将黑曲霉TN9518斜面菌种用无菌水洗脱倒入种子培养基，在温度35"C，通入空 气、气液比为0. 5m3/m3，开动搅拌，培养20小时得种子培养液，其ffl值为6. 8，种子培养基 组成(质量百分比浓度)葡萄糖7%玉米浆0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸钙5%、1^值-自
2、发酵 将种子液以发酵液8重量比的接种量接入发酵液培养基，35t:通入空气，气液比 为1. 2m3/m3，开动搅拌，培养14小时，将葡萄糖转化为葡萄糖酸、中和碳酸钙生成葡萄糖酸 钙。残糖《o.4，ra值维持6，发酵液培养基的组成(质量百分比的浓度)，葡萄糖16%、碳 酸钙15X、PH值为6. 5。
3、除菌过滤 发酵液升温至80°C ，保温半小时，经板框过滤、微孔过滤。
4、浓縮结晶 将比重在1. 045，温度6(TC过滤液进行膜浓縮，浓縮后液体比重1. 08，温度50°C， 放置结晶槽，静止结晶25小时，分离、干燥得葡萄糖酸钙成品。
5、母液套用 将分离后的葡萄糖酸钙液升温至7(TC完全溶解，比重1. Ol，进行膜浓縮至比重
1. 08时，放置结晶槽，静止结晶25小时，分离、干燥得葡萄糖酸钙成品。 根据以上方法制造葡萄糖酸钙，以葡萄糖重量收率计算应>95%。本发明采用黑
曲霉TN9518菌种，避免了葡萄糖经高温12rC灭菌破坏了部分葡萄糖结构以及带来色素、
焦糖等，无副产物、氧化专一，省略了培养基中的无机盐，提高了产品的纯度，采用膜浓縮，
节约了大量常态浓縮的蒸汽、简化生产工艺，提高劳动生产率，减少了二次水用量及生产过
程产生的废水，同步回收利用，减少了对环境的污染，因此本发明有能耗低，成本低的优点。 实施例2 本实施例所描述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，主要步骤如下
1、种子培养液 将黑曲霉TN9518斜面菌种用无菌水洗脱倒入种子培养基，在温度38"C，通入空 气、气液比为lm3/m3，开动搅拌，培养20小时得种子培养液，其ffl值为6. 8，种子培养基组 成(质量百分比浓度)葡萄糖7%玉米浆0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸钙5%、1^值-自然。
2、发酵 将种子液以发酵液12%重量比的接种量接入发酵液培养基，381:通入空气，气液 比为1. 4m3/m3，开动搅拌，培养16小时，将葡萄糖转化为葡萄糖酸、中和碳酸钙生成葡萄糖 酸钙。残糖《0.4，ra值维持6.5，发酵液培养基的组成(质量百分比的浓度)，葡萄糖16%、 碳酸钙15X、PH值为6.5。
3、除菌过滤 发酵液升温至85°C ，保温半小时，经板框过滤、微孔过滤。
4、浓縮结晶 将比重在1. 055，温度8(TC过滤液进行膜浓縮，浓縮后液体比重1. 1，温度7(TC，放 置结晶槽，静止结晶40小时，分离、干燥得葡萄糖酸钙成品。
5、母液套用 将分离后的葡萄糖酸钙液升温至5t:完全溶解，比重1. 02，进行膜浓縮至比重1. 1 时，放置结晶槽，静止结晶40小时，分离、干燥得葡萄糖酸钙成品。
实施例3 本实施例所描述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，主要步骤如下
5
种子培养液 将黑曲霉TN9518斜面菌种用无菌水洗脱倒入种子培养基，在温度32"C，通入空 气、气液比为0. 5m3/m3，开动搅拌，培养20小时得种子培养液，其ffl为6. 8，种子培养基组 成(质量百分比浓度)葡萄糖7%玉米浆0.5%、蛋白胨0.2%、碳酸钙5%、1^值-自然。
发酵 将种子液以发酵液10%重量比的接种量接入发酵液培养基，321:通入空气，气液 比为1. 3m3/m3，开动搅拌，培养15小时，将葡萄糖转化为葡萄糖酸、中和碳酸钙生成葡萄糖 酸钙。残糖《0.4，ra值维持6.3，发酵液培养基的组成(质量百分比的浓度)，葡萄糖16%、 碳酸钙15X、PH值为6.5。
除菌过滤 发酵液升温至83°C ，保温半小时，经板框过滤、微孔过滤。
浓縮结晶 将比重在1. 050，温度7(TC过滤液进行膜浓縮，浓縮后液体比重1. 09，温度60°C， 放置结晶槽，静止结晶35小时，分离、干燥得葡萄糖酸钙成品。
权利要求
一种黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，它包括种子培养和发酵培养，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌种发酵发酵葡萄糖液体，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，并与含钙化合物进行钙交换后生成葡萄糖酸钙，然后依次经过除菌过滤、浓缩结晶、分离、干燥后形成葡萄糖酸钙成品。
2. 根据权利要求1所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是所述与钙化合 物进行钙交换是指与碳酸钙进行中和反应。
3. 根据权利要求1或2所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是所述发酵 培养按如下步骤进行在含有葡萄糖的发酵培养基中，接入重量比为8% W/W-12% W/W的已 培养好的种子液，保持温度为32°C -38t:，通入空气，气液比为1. 2m3/m3-l. 4m3/m3，发酵培 养14小时-16小时，直至残糖小于或等于0. 4， ra值为6-6. 5，结束发酵。
4. 根据权利要求3所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是所述种子液 培养按以下条件进行将黑曲霉TN9518斜面菌种用无菌水洗脱倒入种子培养基，保持温 度32°C _38"，通入空气，气液比为0. 2m3/m3-lm3/m3，培养20小时得种子培养液，其m为 6. 8 ;其中所述种子培养基组成为葡萄糖7% 、玉米浆0. 5% 、蛋白胨0. 2% 、碳酸钙5% ， ra 值自然，上述百分含量皆为质量百分比浓度。
5. 根据权利要求4所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是所述发酵培养 基为含葡萄糖16% 、碳酸钙15%的无灭菌发酵液，其ra值为6. 5，上述百分含量为质量百分 比浓度。
6. 根据权利要求1或2所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是除菌过滤 按如下步骤进行将发酵液升温至80°C _851:，保温半小时，然后依次进行板框过滤和微孔 过滤。
7. 根据权利要求5所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是除菌过滤按 如下步骤进行将发酵液升温至80°C _851:，保温半小时，然后依次进行板框过滤和微孔过滤。
8. 根据权利要求1或2所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是所述浓縮 结晶是将比重在1. 045-1. 055，温度为60°C _80°C的过滤液进行膜浓縮，浓縮后液体比重为 1. 08-1. 1，于温度50°C -7(TC，静止结晶25小时-40小时。
9. 根据权利要求7所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是除菌过滤按 如下步骤进行将发酵液升温至80°C _851:，保温半小时，然后依次进行< 板框过滤和微孔过 滤。
10. 根据权利要求1或2所述的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，其特征是还包 括母液套用，所述母液套用是将分离得到的比重在1.01-1. 02葡萄糖酸钙母液升温至 70°C _75"，进行膜浓縮后，浓縮后液体比重为1. 09-1. l，于温度60°C _70"，放置静止结晶 25小时-40小时。
全文摘要
本发明所公开的黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钙的方法，它包括种子培养和发酵培养，其特征是采用黑曲霉TN9518斜面菌种发酵发酵葡萄糖液体，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，并与含钙化合物进行钙交换后生成葡萄糖酸钙，然后依次经过除菌过滤、浓缩结晶、分离、干燥后形成葡萄糖酸钙成品。本方法避免了葡萄糖经高温121℃灭菌破坏了部分葡萄糖结构，无副产物、氧化专一，省略了培养基中的无机盐，提高了产品的纯度，采用膜浓缩，节约了常态浓缩的蒸汽、简化生产工艺，提高劳动生产率，减少了二次水用量及生产过程产生的废水，同步回收利用，减少了对环境的污染，因此本发明有能耗低，成本低的优点。
文档编号C12R1/685GK101736043SQ20101030068
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者皇立新, 陈小丰 申请人:浙江天益食品添加剂有限公司