[发明专利]葡萄糖酸盐发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的工艺

说明书

(一)技术领域

本发明属于食品添加剂的盐类合成前体2-酮基-D-葡萄糖酸的制备领域， 特别涉及一种葡萄糖酸盐发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的工艺。

(二)背景技术

2-酮基-D-葡萄糖酸是目前工业化大规模生产的有机酸之一，是食品抗氧化 剂D-异抗坏血酸钠及D-异抗坏血酸合成的前体。2-酮基-D-葡萄糖酸的生产方 法主要有酶法、化学合成法和发酵法等3种。

目前在工业生产中，2-酮基-D-葡萄糖酸均采用发酵法生产，以D-葡萄糖 为原料进行。方法存在以下缺点：培养基配方较复杂，发酵周期长；另外发酵 过程中需添加大量CaCO₃等作为pH缓冲剂，发酵母液杂质含量大，粘度高， 提取纯化困难，同时产生大量废渣，严重污染环境。因此对传统2-酮基-D-葡 萄糖酸发酵工艺的改进已经成为亟待解决的问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种葡萄糖酸盐发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的工 艺，以克服传统方法培养基配方复杂，发酵周期长等问题。

本发明采用的技术方案如下：

葡萄糖酸盐发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的工艺，以葡萄糖酸盐作为发酵 培养基中的碳源进行发酵培养。

所述的发酵培养基中含有如下重量体积百分比的物质：葡萄糖酸盐 10-20％，玉米浆1-2％，泡敌0.03-0.06％；灭菌前，培养基的pH为6.0-6.5。

所述的葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钙或葡萄糖酸钠，且特别优选葡萄糖酸钙。

发酵培养的温度为28-40℃，优选为33.5℃。

发酵培养的pH为5.0-8.0，优选为6.5。

发酵培养的通气量为0.2-1.5v/v/m，优选为1.0v/v/m。

发酵培养基中，本发明所用玉米浆中干物质质量百分含量为40％左右，若 使用其他浓度的玉米浆，可进行相应计算后确定其培养基的组成。泡敌的量只 要控制培养基中的泡沫量适宜即可。

本发明中所指的质量体积百分比都是指每100毫升溶液中所含溶质的克 数。

具体的，本发明工艺包括在发酵容器中培养能够利用葡萄糖酸盐发酵转化 2-酮基-D-葡萄糖酸的微生物，向发酵容器中一次性或连续加入含葡萄糖酸盐 的培养基，在相应的温度、pH、通气量等条件下培养，发酵液达到相应的指标 后从所述的发酵容器中放出并从中回收2-酮基-D-葡萄糖酸或其盐类。

葡萄糖酸盐是D-葡萄糖转化为2-酮基-D-葡萄糖酸的中间产物，因此工业 上常用的能够转化D-葡萄糖为2-酮基-D-葡萄糖酸的微生物均具有转化葡萄糖 酸盐为2-酮基-D-葡萄糖酸的能力。适用于本发明的微生物很多，分别属于假 单胞菌属(Pseudomonas)、欧文氏菌属(Erwinia)、沙雷氏菌属(Serratia)、 葡萄糖杆菌属(Glueconobacter)、醋杆菌属(Acetobacter)、产碱菌属 (Alcaligenes)等。本发明主要使用了荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)和球状节杆菌(Arthrobacter globiformis)。

发酵培养基的灭菌条件为118-120℃，灭菌30min。

为避免污染，本发酵方法中发酵容器的压力应维持在0.02MPa以上。

本发酵方法中，培养基中的碳源为葡萄糖酸盐，氮源为玉米浆。培养基可 一次性加入，也可以是连续流加方式加入，采用流加方式时，应维持发酵液中 葡萄糖酸盐为2％左右。

所述的发酵液达到相应指标进行回收，可以发酵液中的葡萄糖酸盐低于 0.1％进行判断。

本发明通过直接加入荧光假单胞杆菌或球状节杆菌等与2-酮基-D-葡萄糖 酸的前体物质葡萄糖酸盐进行代谢合成，缩短了代谢途径，进而缩短了发酵周 期，提高了发酵收率；同时，若葡萄糖酸盐选择葡萄糖酸钙时，由于其弱碱性， 平衡了发酵过程产生的酸，使发酵过程pH较为温和，无需加入CaCO₃作为缓冲 剂也无需其他pH缓冲剂，简化了培养基的组成，也更有利于发酵液的提取和 纯化；同时发酵母液中的杂质减少，污染减小。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明发酵培养基配方简单，发酵周期短，成本较低，无需添加缓冲剂， 杂质少，便于提取和纯化。