专利名称：黑曲霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸锌的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种葡萄糖酸锌的发酵生产方法，特别是采用黑曲霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸锌的方法。
葡萄糖酸锌是一种营养性补充微量锌的原料药和食品添加剂，其生产方法主要有两种一种是发酵-化学法，用黑曲霉菌种将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，添加碳酸钙或用氢氧化钠中和生成葡萄糖酸钙或葡萄糖酸钠，再用锌型离子交换树脂置换成葡萄糖酸锌；也可以将葡萄糖酸钙与硫酸锌反应生成葡萄糖酸锌，上述两种途径，前者对葡萄糖酸钙的收率为59.7％，而后者的实验室研究结果收率为95％，但两者均是反应步骤多，工艺流程长且复杂，因而生产投资大，成本高；另一种生产方法为化学法，是用催化氧化法将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，再用氧化锌中和，其实验室研究结果为对葡萄糖收率达80％，此法生产工艺仍较复杂，且反应温度较高(60～90℃)，后处理中还有除催化剂步骤，增加了生产成本和设备投资，也带来了环境污染。
本发明的目的是采用一步发酵法直接生产葡萄糖酸锌。
本发明的方法是采用黑曲霉IFFI2230斜面菌种，在锌化合物存在条件下，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶及干燥等步骤，将葡萄糖发酵生成葡萄糖酸锌。
葡萄糖酸锌生产的发酵条件如下在已灭菌的含有5～15％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO40.1％CaCO3和1.0～5.0％锌化合物的发酵培养液中，以10％(W/W)的接种量接入已培养好的种子液，在25～32℃，气液比为2.87～3.67m3/m3·min条件下通风发酵51～56小时，当残糖量＜1％时结束发酵。
发酵过程所需的锌化合物可以是ZnO、ZnCl2或ZnCo3，上述发酵条件下，葡萄糖含量为5～15％时，所需ZnO为1～3％，ZnCl2为1.7～5.0％，ZnCo3为1.5～4.5％，锌化合物还可以是Zn(OH)2。
发酵所用的种子液按以下条件培养在已灭菌的含有5％葡萄糖、0.012％硫酸镁、0.02％KCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨和0.3％牛肉膏的种子培养基中加入几环活化后的黑曲霉IFFI2230斜面菌种，于30℃以200rpm摇床培养24小时。
结束发酵后，发酵液过滤除菌体，再加入活性炭共煮以脱色，然后减压浓缩，结晶干燥即得葡萄糖酸锌产品。
本发明的方法采用黑曲霉IFFI2230斜面菌种在锌化合物存在条件下发酵葡萄糖直接生产葡萄糖酸锌，在常温常压下完成氧化反应，可一步发酵得到产物，实验室和中试结果表明，收率按葡萄糖计算均可高达85％(未计入二次和三次母液回收)。本方法简化了工艺，大大缩短了工艺流程，具有投资少，能耗低、成本低的优点，整个工艺较之于原有的化学法和发酵-化学法，减少了化学后处理，避免引入任何试剂，因而减少了环境污染，也大大降低了产品的毒性，作为药品或食品更安全可靠。
以下结合具体实施例对本发明方法作进一步的说明实施例1①种子液的培养在已灭菌的含有5％葡萄糖、0.012％MgSO4、0.02％kCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨和0.3％牛肉膏的种子培养基中，加入经活化的黑曲霉IFFI2230斜面菌种，在30℃、200rpm摇床培养24小时，得种子液；②发酵10L气升式发酵罐内装入6.5L已灭菌的含有8％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO4、0.1％CaO和3.4％ZnCl2的发酵培养液，以10％的接种量接入已培养好的种子液，在32℃、气液比为2.87％m3/m3·min条件下通风发酵54小时.当残糖为0.8％时结束发酵；③除菌体放罐用滤袋过滤发酵液除菌体；④脱色加入2％活性炭煮沸5分钟进行脱色，再离心分离除去活性炭；⑤浓缩结晶于55℃减压浓缩至原体积的五分之一、冷却结晶；⑥干燥抽滤，滤液转入下批发酵液中继续浓缩，结晶用水洗涤，于90℃干燥，得葡萄糖酸锌产品。
整个过程收率接葡萄糖计算为51.1％，未计入二次和三次母液回收。
实施例2发酵培养液中所含葡萄糖为8.44％、ZnCl2为3.4％，发酵条件为32℃，气液比3.67％m3/m3.min，通气发酵54小时，残糖量为0.78％。
收率按葡萄糖计算为78％。
其它均同实施例1。
实施例3发酵培养液中所含ZnO为2％，收率按葡萄糖计算为85％。
其它均同实施例2。
实施例4发酵培养液中所含ZnCO3为3.1％，收率按葡萄糖计算为80％，其它均同实施例2。
实施例5发酵培养液中所含葡萄糖为15％，ZnCl2为5.0％，发酵条件为30℃，气液比3.67％m3/m3.min，通气发酵52小时，残糖量0.7％，收率按葡萄糖计算为80％，其它均同实施例1。
实施例6发酵培养液中含5.0％葡萄糖、1.7％ZnCl2，发酵条件为25℃、气液比3.67％m3/m3·min，通气发酵46小时，残糖量0.5％，收率按葡萄糖计算为50.8％。其它均同实施例1。
权利要求
1.一种黑曲霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸锌的方法，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶及干燥等步骤，将葡萄糖发酵生成葡萄糖酸锌，其特征是采用黑曲霉IFFI2230斜面菌种，在以下条件下发酵在已灭菌的含有5～15％葡萄糖、0.037％KH2PO4、0.055％尿素、0.015％MgSO4、0.1％CaCO3和1.0～5.0％锌化合物的发酵培养液中，以10％(W/W)的接种量接入已培养好的种子液，在25～32℃、气液比为2.87～3.67M3/M3·min条件下，通风发酵51～56小时，当残糖＜1％时结束发酵。
2.根据权利要求1所述的方法、其特征在于所说的锌化合物为ZnO或ZnCl3或ZnCO3，含量范围分别为1～3％、1.7～5.0％和1.5～4.5％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的发酵培养液中葡萄糖含量为8.5％，ZnO含量2％，气液比为3.67M3/M3·min，发酵温度为32℃，发酵时间为54小时，结束发酵时残糖量为0.78％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的种子液为按以下条件培养的种子液在已灭菌的含有5％葡萄糖、0.012％MgSO4、0.02％KCl、0.015％KH2PO4、0.06％NH4H2PO4、0.2％蛋白胨及0.3％牛肉膏的种子培养基中加入几环活化后的黑曲霉IFFI2230斜面菌种，在30℃，以200rpm摇床培养24小时。
全文摘要
本发明采用黑曲霉IFFI2230斜面菌种，在锌化合物存在条件下发酵葡萄糖直接生产葡萄糖酸锌，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、浓缩、结晶及干燥等步骤，可制得药典级或食品级葡萄糖酸锌，收率按葡萄糖计算达85％。本方法与原有的生产葡萄糖酸锌的化学法和发酵-化学法比较，简化了工艺，具有投资少、能耗低，成本低的优点，而且减少了化学后处理，避免引入任何试剂，因而减少了环境污染，也大大降低了产品的毒性，作为药品或食品更安全可靠。
文档编号C12P9/00GK1119213SQ94116330
公开日1996年3月27日 申请日期1994年9月18日 优先权日1994年9月18日
发明者计亮年, 杨惠英, 刘建忠, 翁丽萍, 王能东, 鲁统部, 叶保辉 申请人:中山大学