[發明專利]一種采用半連續發酵工藝制備葡萄糖酸鈉的方法

有效

• 申請號: 201110423991.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102517347A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李悅明;張希銘;王道會;薛元剛;步長平;徐建春
• 申請（專利權）人: 青島瑯琊臺集團股份有限公司
• 主分類號: C12P7/58
• 分類號: C12P7/58;C12R1/685
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種葡萄糖酸鈉的制備方法，具體地說，涉及一種利用半連續發酵工藝制備葡萄糖酸鈉的方法。

背景技術

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，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚。其分子式為C₆H₁₁O₇Na，相對分子量為218.14。葡糖酸鈉是一種用途極廣的多羥基有機酸鹽，由于其無毒，原料來源廣泛，在化工、食品、醫藥、輕工等行業具有廣泛的用途，如可用作酸堿平衡劑、水質穩定劑、表面清洗劑、水泥參合劑等。

目前葡萄糖酸鈉的制備方法主要有催化氧化法和傳統的生物發酵法兩種工藝。

姜學鋒、張軍在中國發明專利CN200610009683中公開了一種二元氧化催化法生產葡萄糖酸鈉的方法，它是按重量配比將1000份的葡萄糖物料投入氧化罐中，然后加入濃度為10％的雙氧水25～30份和催化劑氫溴酸飽和水溶液1～2份攪拌，同時對物料通入凈化空氣，加熱使罐溫升至40～50℃；氧化2小時后，加入濃度為30％的氫氧化鈉，使物料pH值為7.5～8.0，然后加入1.5份鈀/碳催化劑，氧化溫度為60～65℃，pH值控制在8.0～8.5之間，當反應物中殘糖含量小于或等于5％時，反應結束。與已有鈀/碳單元催化氧化法生產葡萄糖酸鈉相比降低鈀/碳催化劑用量1‰，生產時間縮短1小時，降低了生產成本。

馬利連·馬克辛斯基，皮特·古茨爾等人在專利DD283841A5中公開了一種用微生物法制備葡萄糖酸鈉的工藝，用含有葡萄糖、麥芽糖和低聚糖DE5-80(最好是10-45)的淀粉水解產物及(NH₄)₂HPO₄、MgSO₄.7H₂O、KH₂PO₄制備發酵培養基，接種該培養基之前，先滅菌、并在70°～30℃加入葡萄糖淀粉酶，然后使全部化合物同時進行發酵培養進行生物轉化和糖化作用，同時用NaOH逐漸中和。本發明的優點是生產成本低，可在化學和淀粉工業中應用。

王勇、王亮等人在中國發明專利CN200110231543中公開了一種葡萄糖酸鈉的制備工藝，具體操作包括：將葡萄糖酸鈉發酵液過濾、脫色，然后將其進行濃縮至原濃度的40％-60％，取乙醇溶液，加入其中攪拌3-8小時，然后進行結晶、沉降、分離，把分離后的清液進行蒸發，提取乙醇，并將殘液收回發酵液中，將晶體進行干燥，制得葡萄糖酸鈉固體。該工藝可以提高葡萄糖酸鈉結晶收率，降低了葡萄糖酸鈉的生產成本。

但是，催化氧化法生產葡萄糖酸鈉會有副產物葡萄糖二醛、葡萄糖醛酸等雜酸產生，而且所用催化劑在循環使用一定次數后，催化效率下降，使葡萄糖轉化率降低，反應時間延長甚至基本無催化活性，更換催化劑相應地使生產成本提高；而傳統的生物發酵法生產葡萄糖酸鈉也具有設備利用率低，蒸汽消耗量大，生產連續性不強等缺點。因此，尋找一種可進一步節能降耗且操作更加簡單的葡萄糖酸鈉的生產工藝，成為我們要解決的課題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種葡萄糖酸鈉的制備方法，該方法操作簡單，生產成本低。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種利用半連續發酵工藝制備葡萄糖酸鈉的方法，包括如下步驟：

(1)將發酵培養基打入發酵罐，接入黑曲霉孢子液，保溫培養；

(2)將培養液的20-50％放出，同時補充相同體積的新鮮培養基進行培養；

(3)循環進行步驟(2)；

(4)放罐。

優選地，以質量百分比計，上述發酵培養基包括淀粉糖15％～35％，麩皮1-3％，玉米漿0.1-0.3％，硫酸鎂0.05-0.15％，磷酸二氫鉀0.1-0.2％，磷酸氫二氨0.2-0.5％，一水硫酸亞鐵0.01-0.03％，余量為水。

優選地，步驟(1)中的培養時間為15-18小時，罐壓控制在0.18～0.22MPa，溫度控制在32～35℃，pH值0～12h之內控制在6.5～6.8，12h以后控制在6.0～6.4，通風比0～4h之內控制在1.5～1.6，4～8h之內控制在1.6～1.8，8h以后控制在1.8～2.2。

優選地，步驟(2)中的培養時間為4.5-6小時，罐壓控制在0.14～0.16MPa，溫度控制在33～38℃，pH值0～4h之內控制在6.5～6.7，4h以后控制6.0～6.4，通風比控制在1.0～1.2。

優選地，步驟(3)的循環次數為6-9次。