专利名称：糖生产中控制细菌生长多醚离子载体抗生素的使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及糖(蔗糖)生产中控制细菌生长多醚离子载体抗生素的使用。它可用于许多原料如制糖甜菜汁、甘蔗汁、水解的谷物(如玉米或小麦)或任何其它淀粉或可用于生产简单糖的含糖物质。
糖生产中一个关键步骤是提取，在该步骤中，处理原料如制糖甜菜或甘蔗以从植物原料中提取糖(呈水溶液，本文中称为“甜汁”)。例如，对于制糖甜菜，一般应用扩散法，即甜菜浸于热水中。典型的操作是在约70℃、酸性条件(pH6左右)下持续1-2小时。这段时间内，耐热细菌可繁殖，消耗糖，并因此减低最终得到并出售的糖的量。这使工厂生产率受到不良影响，是制糖工业中一个重要问题。甘蔗一般采用包括磨碾步骤的提取方法也遇到相似的问题。
引起这种问题的微生物绝大部分为乳杆菌(lactobacillus)属的革兰氏阳性细菌。也可能存在链球菌(streptococcus)、杆菌(bacillus)、梭状芽孢杆菌(Clostridium)、明串珠菌(Leuconostoc)及片球菌(pediococcus)。过去试图用甲醛控制细菌生长，但这引起了严重的安全问题。
本发明利用多醚离子载体抗生素如莫能菌素、narasin、盐霉素、拉沙里菌素、maduramyycin或semduramycin控制细菌生长。这些化合物具有良好的抗革兰氏阳性细菌的活性，而且长时间或高温下不易分解。这使得它们对制糖工业很有吸引力，因为1.它们在典型制糖工业操作条件下可保持活性许多天;
2.它们在提取步骤中的高温及酸性pH条件下能保持活性。
提取液中的细菌量在加入制菌浓度或杀菌浓度(如0.5-3.0ppm，优选0.5-1.5ppm)的多醚离子载体如莫能菌素时大大减低。这种控制大大减少了细菌的糖消耗量，导致工厂生产率的明显提高。令人惊异地是在最终白色糖结晶中检测不到多醚残余物。这一点很重要，因为它使本发明适合于制造食品级的白糖结晶。
糖生产中的主要步骤典型制糖工厂进行的4个主要步骤提取本步骤的目的是从原料中提取糖。生成pH约为6的甜汁，它很容易染菌。同时提取出水溶性物质如蛋白质，它们必须从介质中除去，因为它能妨碍糖的结晶。
纯化纯化目的在于消除同糖一起提取出来的有机物质。包括向甜汁中加入石灰和水的混合物，然后通入二氧化碳气流以将钙离子沉淀为碳酸钙。过滤后，得到一种澄清液汁，除蔗糖外它还含有少量的有机物质。
浓缩含有约14%糖的这种澄清液汁加热浓缩成含65%糖的糖浆。
结晶这个最后步骤生成白色糖及副产物糖蜜。它包括在85℃下进一步真空浓缩糖浆，使之超过蔗糖饱和度(呈所谓“过饱和”态)。然后加入少量的糖结晶(约0.5g)以引发结晶生成，结晶在流体中迅速扩散，使之成为浸于由于杂质而带色的糖浆中的大量白糖结晶。将白糖结晶离心分离、漂洗、干燥。
离心所得无结晶糖浆重复两次此结晶步骤。第二次和第三次结晶产生棕色糖，它不能上市而是重新加入到结晶步骤的开始阶段，即蒸发步骤形成的糖浆中，以得到更有价值的白糖。只有白糖才得上市。
重复三次后，深色无结晶汁已变成糖蜜。它含有约50%糖及30%的阻碍进一步结晶的杂质。
实施例1附图为每小时处理500吨制糖甜菜的工厂物料流程图，其中选来用作试验的多醚为莫能菌素。
1.提取操作条件温度70℃;pH＝6;持续时间1-2小时;方法连续。
提取方法是用一种浸于水中的传送带。一端注入剁碎的甜菜，另一端为热水，各种富糖残物加入此热水以回收。甜菜移动方向与水流方向相反，因此甜菜的糖浓度减低而水中的糖浓度增加。
含约14%糖的甜汁(及水溶性蛋白质和其它杂质)从加入新鲜甜菜的一端流出，而废甜菜(粕)从另一端排出。每小时处理500吨甜菜，产生500m3的甜汁及500吨的粕。
2.纯化操作条件温度75℃;pH＝8.5;持续时间1小时;方法连续。
提取步骤中得到的甜汁转入一瓮中并与石灰水悬浮液(200gCao/L)混合。二氧化碳气流鼓入瓮中，使碳酸钙沉淀并同时带走干扰结晶作用的大分子如蛋白质。
每小时用约30m3石灰水悬浮液处理500m3甜汁，产生约500m3纯化的甜汁。
3.浓缩操作条件温度从130℃降至85℃;pH＝8.5;方法连续。
将纯化的甜汁煮浓。每小时处理500m3甜汁(14-16%糖)，产生110m3的浓缩糖浆(60-70%糖)。
4.结晶100m3的浓缩糖浆经过结晶阶段各步骤，此过程中另106m3的水被蒸发。最后，每小时得到60吨白糖和20吨50%糖浓度的糖蜜。
多醚离子载体抗生素的主要特性用几种多醚离子载体抗生素如莫能菌素、拉沙里菌素及盐霉素在从甜菜中提取的甜汁中进行实验。这些实验证实这些分子存在制菌及杀菌浓度，它可低至0.5ppm到3.0ppm。制菌浓度下，菌量增长得到抑制。杀菌浓度下，菌量下降。
我们也作了敏感性实验，表明多醚离子载体抗生素对一般制糖工厂中遇到的大部分细菌有效。例如，表1表示用3.0ppm的莫能菌素处理6小时后观察到的细菌数量的下降。
表1 莫能菌素对各种微生物细菌数量的影响
另外，我们观察到多醚离子载本抗生素在约70℃及pH约为6的条件(即与提取浴槽中遇到的条件相似)下稳定。因此，它在一般工厂操作条件下有活性。但在提取步骤以下流程遇到的更高温度时，它们部分分解，这有助于形成不含莫能菌素残物的白糖结晶。
残物分析为了确证白糖结晶中不含莫能菌素残物。在工业基金研究机构-法国糖研究所帮助下进行了试验。所有莫能菌素检测是由位于法国博尔多的欧洲环境研究院(著名的独立实验室)用官方承认的检测方法(HPLC)进行的。
纯化阶段的莫能菌素首先将莫能菌素结晶溶解于96%乙醇中制备每升20g莫能菌素的标准溶液。部分标准溶液进一步用水稀释成每升150mg莫能菌素的溶液。此溶液用作提取所得甜汁的添加剂。用甜汁中三种不同莫能菌素浓度即0.5ppm、1.0ppm及1.5ppm进行三个不同试验。
然后添加莫能菌素的甜汁置于典型的纯化步骤中。过滤后立即从出口物流中取出500ml过滤的、纯化的流体样品。用官方承认的HPLC方法检测。结果列于下表。结果表明接近90%的莫能菌素在纯化步骤中被除去。这是可以理解的，因为莫能菌素与阳离子有亲和力它与钙离子结合并随之消除。
浓缩阶段的莫能菌素纯化阶段所得纯化的甜汁首先用蒸馏水稀释至标准浓度14.7%干物质。此标准甜汁用1.5ppm莫能菌素(使用提取阶段制备的150mg/l稀醇溶液)处理。此含莫能菌素的甜汁首先加热至120℃计10分钟。然后温度降至100℃，直到干物质浓度达约61%。此糖浆用HPLC检测，测得莫能菌素含量为2.2ppm。
这低于甜汁浓缩液中应有的浓度。实际上浓缩作用应该使莫能菌素含量从1.5ppm提高到6.2ppm。因为发现只有2.2ppm，这意味着这之间的差值，即4ppm或实验开始加入的原始量的64%因加热被破坏。
结晶阶段的莫能菌素浓缩阶段所得糖浆中用提取阶段制备的150mg/l莫能菌素-醇稀释溶液添加1.5ppm的莫能菌素。白糖结晶、洗涤及干燥后检测糖及剩余无结晶糖蜜。结果表明-白糖中无可检测量莫能菌素(检测灵敏度0.5ppm)-剩余无结晶糖蜜中为1.5ppm。
这表明莫能菌素存在于液体中，而淋洗过的白糖结晶中无莫能菌素。莫能菌素最终存在于糖蜜中。
经济效益制糖工厂的提取浴槽中细菌数量一般为105到106个微生物/ml。超过此浓度就应予考虑，当达到109/ml时污染就很明显。这些细菌消耗糖并减低最终得到的糖量。
权利要求
1.一种生产糖的方法，其特征在于多醚离子载体用于控制或抑制生产过程中的革兰氏阳性细菌。
2.根据权利要求1的方法，其中多醚离子载体在提取阶段加入。
3.根据权利要求1或2的方法，其中加入多醚离子载体的量为0.5至3.0ppm。
4.根据权利要求3的方法，其中多醚离子载体的量为0.5至1.5ppm。
5.根据以上任一权利要求的方法，其中多醚离子载体为莫能菌素。
6.在糖生产中控制或抑制不希望出现的革兰氏阳性细菌繁殖的多醚离子载体的使用。
全文摘要
1.5ppm莫能菌素引入提取液中后所发生的情况。绝大部分莫能菌素在此路线中被破坏。剩余的以2.6ppm的浓度存在于糖蜜中。但这些计算是假计在糖生产中连续使用莫能菌素的。实际上，控制细菌污染只需要每周对提取所得甜汁处理一天，使细菌数量减至无碍的范围直至下次处理。在这样的条件下，糖蜜中莫能菌素的平均浓度将为0.4ppm。这与一般添加于牛饲料的30ppm莫能菌素比例相比具有优越性，这应不影响糖蜜用作动物饲料。
文档编号C13B10/00GK1087123SQ9311421
公开日1994年5月25日 申请日期1993年11月5日 优先权日1992年11月6日
发明者M·德米纳斯 申请人:全国酿酒者组织联合会