[发明专利]一种生产葡萄糖酸内酯的方法

说明书

本发明公开了一种生产葡萄糖酸内酯的方法，采用黑曲霉Ｍ２９０发酵淀粉水解糖，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、离子交换脱钙、浓缩、结晶和干燥等步骤，将淀粉水解糖，先转化为葡萄糖酸钙，再经离子交换树脂脱除钙离子，转化为葡萄糖酸，然后浓缩结晶生成葡萄糖酸内酯。本发明具有操作工艺简单，能耗低的特点。

技术领域

本发明涉及一种葡萄糖酸内酯的生产方法，特别是采用黑曲霉发酵淀粉水解糖，先 生成葡萄糖酸钙，再经阳离子交换树脂脱钙生产葡萄糖酸内酯的方法。

背景技术

葡萄糖酸内酯系葡萄糖酸-δ-内酯(Glucono-δ-lactone)的简称，外观为白色晶体或结晶性粉末，微溶于乙醇，极易溶于水，室温或较低温度下水解缓慢，随着温度的升 高，水解速度加快。葡萄糖酸-δ-内酯是目前国际上公认的无毒食品添加剂，可用于制 造豆腐的凝固剂，制造面包的膨松剂，制造乳酪类的酸化剂和防腐剂，制造香肠火腿的 增色剂。也可作为工业添加剂，用于配制清洗剂、加入牙膏中有助于清除牙垢，用于牛 奶工业中防止乳石的生成，用于酿造工业中防止啤酒石的生成，以及作为pH降低剂等。

以葡萄糖为原料生产葡萄糖酸内酯主要有两种方法：一种是采用酶法和电化学法， 将葡萄糖直接催化氧化为葡萄糖酸内酯，本方法转化率低，反应控制困难，而且催化剂的制作步骤繁琐，目前此方法只限于实验室研究阶段，未成功用于工业化生产。另一种 方法是通过葡萄糖酸盐生产葡萄糖酸内酯。本方法又分微生物发酵法和空气催化氧化 法。空气催化氧化法中催化剂金属钯来源困难，催化剂制备方法要求高，因而空气催化 氧化法未得到广泛应用。微生物发酵法，由于转化率高，生产成本较低，易于进行工业 化生产，因而目前葡萄糖酸内酯的生产主要采用微生物发酵法。

微生物发酵法分为钙盐法和钠盐法。钙盐法中，先将葡萄糖经微生物发酵生成的葡 萄糖酸转化为葡萄糖酸钙，再经浓缩从发酵液中结晶出葡萄糖酸钙，然后将葡萄糖酸钙经酸化脱钙，离子交换去钙离子，最后浓缩结晶析出葡萄糖酸内酯。钠盐法中，先将葡 萄糖酸转化为钠盐，再经离子交换去钠离子，最后浓缩结晶析出葡萄糖酸内酯。

上述钙盐法中，发酵液先经浓缩结晶生成葡萄糖酸钙，再酸化脱钙，酸化脱钙使用硫酸，反应温度高达100℃，对设备要求高，并且发酵液要经过两次浓缩，才能得到葡 萄糖酸内酯，能耗高。钠盐法针对钙盐法中葡萄糖酸钙溶解度低，不能进行高糖发酵的 问题，在发酵过程中添加高浓度的氢氧化钠，控制发酵液的pH值，发酵后期补加葡萄 糖，进行高糖发酵，该方法采用流加发酵，并且添加高浓度氢氧化钠，对设备和操作要 求高、易染菌。

发明内容

针对上述钙盐法和钠盐法中存在的问题，本发明采用黑曲霉发酵淀粉水解糖，先生 成葡萄糖酸钙，再经过阳离子交换树脂脱除钙离子，省去葡萄糖酸钙浓缩结晶和酸化脱钙等步骤，从而达到简化工艺操作和降低能耗的目的。

本发明采用黑曲霉M290发酵淀粉水解糖，经种子培养、发酵、除菌体、脱色、离 子交换脱钙、浓缩、结晶和干燥等步骤，将淀粉水解糖，先转化为葡萄糖酸钙，再经离 子交换树脂脱除钙离子，转化为葡萄糖酸，然后浓缩结晶生成葡萄糖酸内酯。本发明步 骤如下：

①种子液培养：

将黑曲霉M290斜面菌种(察氏培养基)挑一环接入灭菌后的种子培养基，于30 ℃，180rpm培养20小时，得种子培养液。种子培养基的组成(质量百分比浓度)：葡 萄糖3％，麸皮2％，KH₂PO₄0.03％，(NH4)₂HPO₄0.04％，CaCO₃1％，MnSO₄6ppm，自 然pH值。

②发酵