[发明专利]一种山梨醇的高浓度连续发酵工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及维生素C的第一步发酵领域，具体为一种山梨醇的高浓度连续发酵工艺。

背景技术：

维生素C(Vc)第一步发酵系应用生黑醋酸杆菌转化山梨醇至山梨糖。在常规工艺中，发酵罐中投加山梨醇浓度为22wt-25wt％，发酵周期20-24小时。另外，发酵前要做好罐清洗、配料、杀菌、接种等多项准备，要耗时15个小时。又因第一步和第二步发酵罐之间的供需专性太强，即第一步罐内的醪液只能导入被限定的一至二个第二步发酵罐内。因此，在第二步发酵接近结束时，第一步发酵罐内的山梨糖才能全部流出，罐才能清空，这段时间被称为“糖罐等待期”，约为30-35小时。计算下来，Vc一步发酵产出一罐山梨糖，总需时约70个小时，其内只有20几个小时为工作态，50小时为闲置状，设备利用严重不足，亟待建立高浓度连续发酵新技术以扭转此不利局面。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种Vc一步发酵山梨醇的高浓度连续发酵工艺，基于Vc第一步发酵生产菌-生黑醋酸杆菌的生理和代谢特性，采用双罐组合-低、高醇浓度交错发酵的模式，实现了山梨醇的高浓度连续发酵。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种山梨醇的高浓度连续发酵工艺，选二个发酵罐紧密组合而成一组，1^#罐应用低山梨醇浓度发酵，培养液中山梨醇含22wt％-30wt％，生黑醋酸杆菌种液加入量占培养液的5wt％-15wt％，发酵12-20小时，待生黑醋酸杆菌生长和代谢达高峰值，移出部分发酵液作为接种液，移出的部分占发酵液总量的15wt％-35wt％，接入已备好低山梨醇浓度一步发酵培养基的2^#罐进行低山梨醇浓度发酵；1^#罐移出部分发酵液后，本身需流加浓度为60wt％-90wt％的无菌山梨醇水溶液至罐液山梨醇浓度为30wt％-40wt％，继续发酵15-20小时，醇糖转化率达96-99％，结束发酵；发酵醪液立即导入糖储罐，1^#罐清空后转入第二轮发酵运行：前期重复2^#罐、后期重复1^#罐发酵过程；原作低山梨醇浓度发酵的2^#罐发酵进行12-20小时，生黑醋酸杆菌生长和代谢达高峰值时，重复1^#罐过程；1^#和2^#罐两罐如此相互依存、作用整合、且周而复始地不间断运行，从而实现山梨醇的高浓度连续发酵。

所述山梨醇的高浓度连续发酵工艺，1^#罐或2^#罐进行低山梨醇浓度发酵时，培养液中山梨醇含22wt％-30wt％，培养温度为31-33℃，通风至溶氧百分比为20％-25％。

所述山梨醇的高浓度连续发酵工艺，1^#罐或2^#罐进行低山梨醇浓度发酵时，至生黑醋酸杆菌的生长和代谢达高峰值，醇糖转化率达60％-80％。

所述山梨醇的高浓度连续发酵工艺，1^#罐或2^#罐进行低山梨醇浓度发酵时，生黑醋酸杆菌接种液加入量占发酵培养液的5wt％-15wt％。

所述山梨醇的高浓度连续发酵工艺，1^#罐移出部分发酵液后，本身需流加浓度为60wt％-90wt％的无菌山梨醇水溶液至罐液山梨醇浓度为30wt％-40wt％，此时加大通风至溶氧百分比达30％-35％，培养温度为31-33℃，继续发酵15-20小时至醇糖转化率达96-99％。

本发明中，溶氧百分比系溶氧浓度的单位，即：(溶液中届时含氧量)/(溶液中可溶解的最大含氧量)×100％。

本发明中，醇糖转化率＝发酵醪液中山梨糖浓度×醪液体积/(投入山梨醇的量×0.9889)×100％，0.9889为山梨醇与山梨糖分子量之比。

本发明具有如下优点：

1.本发明实现山梨醇高浓度连续发酵，大幅压缩原来的一、二、三级制种过程，解放劳力4-5成，节省动力3-4成。

2.本发明实现山梨醇高浓度连续发酵，提高设备利用率3倍。

3.本发明实现山梨醇高浓度连续发酵，届时备有充足的山梨糖液供Vc第二步发酵适时流加，杜绝了第二步发酵因一时调配不及时出现供糖阻断现象的发生，保障了发酵的高效、快速转化。

4.本发明实现山梨醇的高浓度连续发酵，各工艺过程速度加快、接转紧凑，有利于实现生产过程的自动化及人员的高素质培训。