專利名稱：黑曲霉發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)葡萄糖酸鋅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葡萄糖酸鋅的發(fā)酵生產(chǎn)方法，特別是采用黑曲霉發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)葡萄糖酸鋅的方法。
葡萄糖酸鋅是一種營(yíng)養(yǎng)性補(bǔ)充微量鋅的原料藥和食品添加劑，其生產(chǎn)方法主要有兩種一種是發(fā)酵-化學(xué)法，用黑曲霉菌種將葡萄糖氧化成葡萄糖酸，添加碳酸鈣或用氫氧化鈉中和生成葡萄糖酸鈣或葡萄糖酸鈉，再用鋅型離子交換樹(shù)脂置換成葡萄糖酸鋅；也可以將葡萄糖酸鈣與硫酸鋅反應(yīng)生成葡萄糖酸鋅，上述兩種途徑，前者對(duì)葡萄糖酸鈣的收率為59.7％，而后者的實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果收率為95％，但兩者均是反應(yīng)步驟多，工藝流程長(zhǎng)且復(fù)雜，因而生產(chǎn)投資大，成本高；另一種生產(chǎn)方法為化學(xué)法，是用催化氧化法將葡萄糖氧化成葡萄糖酸，再用氧化鋅中和，其實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果為對(duì)葡萄糖收率達(dá)80％，此法生產(chǎn)工藝仍較復(fù)雜，且反應(yīng)溫度較高(60～90℃)，后處理中還有除催化劑步驟，增加了生產(chǎn)成本和設(shè)備投資，也帶來(lái)了環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的是采用一步發(fā)酵法直接生產(chǎn)葡萄糖酸鋅。
本發(fā)明的方法是采用黑曲霉IFFI2230斜面菌種，在鋅化合物存在條件下，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶及干燥等步驟，將葡萄糖發(fā)酵生成葡萄糖酸鋅。
葡萄糖酸鋅生產(chǎn)的發(fā)酵條件如下在已滅菌的含有5～15％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO40.1％CaCO3和1.0～5.0％鋅化合物的發(fā)酵培養(yǎng)液中，以10％(W/W)的接種量接入已培養(yǎng)好的種子液，在25～32℃，氣液比為2.87～3.67m3/m3·min條件下通風(fēng)發(fā)酵51～56小時(shí)，當(dāng)殘?zhí)橇浚?％時(shí)結(jié)束發(fā)酵。
發(fā)酵過(guò)程所需的鋅化合物可以是ZnO、ZnCl2或ZnCo3，上述發(fā)酵條件下，葡萄糖含量為5～15％時(shí)，所需ZnO為1～3％，ZnCl2為1.7～5.0％，ZnCo3為1.5～4.5％，鋅化合物還可以是Zn(OH)2。
發(fā)酵所用的種子液按以下條件培養(yǎng)在已滅菌的含有5％葡萄糖、0.012％硫酸鎂、0.02％KCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨和0.3％牛肉膏的種子培養(yǎng)基中加入幾環(huán)活化后的黑曲霉IFFI2230斜面菌種，于30℃以200rpm搖床培養(yǎng)24小時(shí)。
結(jié)束發(fā)酵后，發(fā)酵液過(guò)濾除菌體，再加入活性炭共煮以脫色，然后減壓濃縮，結(jié)晶干燥即得葡萄糖酸鋅產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法采用黑曲霉IFFI2230斜面菌種在鋅化合物存在條件下發(fā)酵葡萄糖直接生產(chǎn)葡萄糖酸鋅，在常溫常壓下完成氧化反應(yīng)，可一步發(fā)酵得到產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)室和中試結(jié)果表明，收率按葡萄糖計(jì)算均可高達(dá)85％(未計(jì)入二次和三次母液回收)。本方法簡(jiǎn)化了工藝，大大縮短了工藝流程，具有投資少，能耗低、成本低的優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)工藝較之于原有的化學(xué)法和發(fā)酵-化學(xué)法，減少了化學(xué)后處理，避免引入任何試劑，因而減少了環(huán)境污染，也大大降低了產(chǎn)品的毒性，作為藥品或食品更安全可靠。
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例1①種子液的培養(yǎng)在已滅菌的含有5％葡萄糖、0.012％MgSO4、0.02％kCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨和0.3％牛肉膏的種子培養(yǎng)基中，加入經(jīng)活化的黑曲霉IFFI2230斜面菌種，在30℃、200rpm搖床培養(yǎng)24小時(shí)，得種子液；②發(fā)酵10L氣升式發(fā)酵罐內(nèi)裝入6.5L已滅菌的含有8％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO4、0.1％CaO和3.4％ZnCl2的發(fā)酵培養(yǎng)液，以10％的接種量接入已培養(yǎng)好的種子液，在32℃、氣液比為2.87％m3/m3·min條件下通風(fēng)發(fā)酵54小時(shí).當(dāng)殘?zhí)菫?.8％時(shí)結(jié)束發(fā)酵；③除菌體放罐用濾袋過(guò)濾發(fā)酵液除菌體；④脫色加入2％活性炭煮沸5分鐘進(jìn)行脫色，再離心分離除去活性炭；⑤濃縮結(jié)晶于55℃減壓濃縮至原體積的五分之一、冷卻結(jié)晶；⑥干燥抽濾，濾液轉(zhuǎn)入下批發(fā)酵液中繼續(xù)濃縮，結(jié)晶用水洗滌，于90℃干燥，得葡萄糖酸鋅產(chǎn)品。
整個(gè)過(guò)程收率接葡萄糖計(jì)算為51.1％，未計(jì)入二次和三次母液回收。
實(shí)施例2發(fā)酵培養(yǎng)液中所含葡萄糖為8.44％、ZnCl2為3.4％，發(fā)酵條件為32℃，氣液比3.67％m3/m3.min，通氣發(fā)酵54小時(shí)，殘?zhí)橇繛?.78％。
收率按葡萄糖計(jì)算為78％。
其它均同實(shí)施例1。
實(shí)施例3發(fā)酵培養(yǎng)液中所含ZnO為2％，收率按葡萄糖計(jì)算為85％。
其它均同實(shí)施例2。
實(shí)施例4發(fā)酵培養(yǎng)液中所含ZnCO3為3.1％，收率按葡萄糖計(jì)算為80％，其它均同實(shí)施例2。
實(shí)施例5發(fā)酵培養(yǎng)液中所含葡萄糖為15％，ZnCl2為5.0％，發(fā)酵條件為30℃，氣液比3.67％m3/m3.min，通氣發(fā)酵52小時(shí)，殘?zhí)橇?.7％，收率按葡萄糖計(jì)算為80％，其它均同實(shí)施例1。
實(shí)施例6發(fā)酵培養(yǎng)液中含5.0％葡萄糖、1.7％ZnCl2，發(fā)酵條件為25℃、氣液比3.67％m3/m3·min，通氣發(fā)酵46小時(shí)，殘?zhí)橇?.5％，收率按葡萄糖計(jì)算為50.8％。其它均同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種黑曲霉發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)葡萄糖酸鋅的方法，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶及干燥等步驟，將葡萄糖發(fā)酵生成葡萄糖酸鋅，其特征是采用黑曲霉IFFI2230斜面菌種，在以下條件下發(fā)酵在已滅菌的含有5～15％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO4、0.1％CaCO3和1.0～5.0％鋅化合物的發(fā)酵培養(yǎng)液中，以10％(W/W)的接種量接入已培養(yǎng)好的種子液，在25～32℃、氣液比為2.87～3.67M3/M3·min條件下，通風(fēng)發(fā)酵51～56小時(shí)，當(dāng)殘?zhí)牵?％時(shí)結(jié)束發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、其特征在于所說(shuō)的鋅化合物為ZnO或ZnCl3或ZnCO3，含量范圍分別為1～3％、1.7～5.0％和1.5～4.5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說(shuō)的發(fā)酵培養(yǎng)液中葡萄糖含量為8.5％，ZnO含量2％，氣液比為3.67M3/M3·min，發(fā)酵溫度為32℃，發(fā)酵時(shí)間為54小時(shí)，結(jié)束發(fā)酵時(shí)殘?zhí)橇繛?.78％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說(shuō)的種子液為按以下條件培養(yǎng)的種子液在已滅菌的含有5％葡萄糖、0.012％MgSO4、0.02％KCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨及0.3％牛肉膏的種子培養(yǎng)基中加入幾環(huán)活化后的黑曲霉IFFI2230斜面菌種，在30℃，以200rpm搖床培養(yǎng)24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明采用黑曲霉IFFI2230斜面菌種，在鋅化合物存在條件下發(fā)酵葡萄糖直接生產(chǎn)葡萄糖酸鋅，經(jīng)種子培養(yǎng)、發(fā)酵、除菌體、脫色、濃縮、結(jié)晶及干燥等步驟，可制得藥典級(jí)或食品級(jí)葡萄糖酸鋅，收率按葡萄糖計(jì)算達(dá)85％。本方法與原有的生產(chǎn)葡萄糖酸鋅的化學(xué)法和發(fā)酵-化學(xué)法比較，簡(jiǎn)化了工藝，具有投資少、能耗低，成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且減少了化學(xué)后處理，避免引入任何試劑，因而減少了環(huán)境污染，也大大降低了產(chǎn)品的毒性，作為藥品或食品更安全可靠。
文檔編號(hào)C12P9/00GK1119213SQ94116330
公開(kāi)日1996年3月27日 申請(qǐng)日期1994年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月18日
發(fā)明者計(jì)亮年, 楊惠英, 劉建忠, 翁麗萍, 王能東, 魯統(tǒng)部, 葉保輝 申請(qǐng)人:中山大學(xué)