用甘蔗糖蜜發(fā)酵法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉的研究

    發(fā)酵法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉具有發(fā)酵速度快、發(fā)酵過程易于控制、產(chǎn)品易于提取等特點。但使用價格昂貴的葡萄糖做碳源，使葡萄糖酸鈉的使用受到了限制。用農(nóng)產(chǎn)品加工的副產(chǎn)物可作為相對經(jīng)濟的碳源。本文以甘蔗糖蜜為例，對使用廉價碳源發(fā)酵法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉進行了研究。
    關鍵詞：葡萄糖酸鈉 微生物發(fā)酵 碳源 生物技術

    葡萄糖酸鈉可用于制藥工業(yè)和食品行業(yè)，是優(yōu)良的呈味改良劑，本身的呈味性優(yōu)良，還有掩蓋苦味和臭味、改良呈味性效果，是優(yōu)良的食品加工pH緩沖劑，在建筑業(yè)中作為減水劑、緩凝劑等。
    20世紀90年代以來，葡萄糖酸鈉應用技術得到了很大的突破，并形成了一個很大的產(chǎn)業(yè)，微生物技術在近幾年發(fā)展迅速，成為目前大工業(yè)化生產(chǎn)的主流。但是使用價格昂貴的葡萄糖作為碳源致使葡萄糖酸及其衍生物價格居高不下。因此，開發(fā)廉價碳源，具有重要的意義。本文以甘蔗糖蜜作為廉價碳源，利用黑曲霉發(fā)酵，進行了試驗。
    1試驗材料與儀器
    1.1試驗材料
    菌種：本實驗室保存的一株黑曲霉菌。
    甘蔗糖蜜：含有糖分、膠體、灰分、懸浮物及微量氮，磷，鉀等。
    1.2試驗儀器
    全自動在線自控發(fā)酵罐10L，752紫外可見分光光度計，恒溫水浴培養(yǎng)箱等。
    2實驗步驟
    2.1甘蔗糖蜜預處理
    糖蜜中含有大量的灰分和膠體及一些重金屬離子，發(fā)酵前應進行適當?shù)靥幚恚捎昧韬翔F酸鹽（Hexacynoferrate，簡稱HCF）處理甘蔗糖蜜，具體步驟為取糖蜜1kg，用去離子水稀釋5倍，活性炭進行脫色處理。之后加入HCF3.5mmol/L，調(diào)pH值為4.0-4.5，80℃加熱15min。所得沉淀物為含重金屬離子的復合物。過濾去除，所得濾液即為可發(fā)酵碳源。根據(jù)葡萄糖含量調(diào)整至相當于適當濃度的葡萄糖溶液。
同時用未經(jīng)HCF法處理的糖蜜和葡萄糖分別發(fā)酵，作對比試驗。
    2.2黑曲霉麩曲的制備
    取新鮮麩皮，用60目篩子篩去細粉，以減少淀粉含量。將麩皮加入一定量水，拌勻至無干粉又無結團現(xiàn)象后，分裝到三角瓶中，0.1MPa滅菌30min，趁熱搖散，冷卻至35℃，培養(yǎng)1d。未發(fā)現(xiàn)氣味異�；蛉揪�，即可使用。
    在無菌室中，于無菌操作條件下，每一個三角瓶中接入5環(huán)已劃好的斜面菌種孢子，于30-32℃培養(yǎng)16-20h后，有白色小菌落在麩皮上出現(xiàn)，再培養(yǎng)24-30h后可看到培養(yǎng)基結成塊狀，菌絲生長旺盛。搖瓶時必須充分搖勻，使結塊的培養(yǎng)基疏散，鋪平后，繼續(xù)扣瓶培養(yǎng)。待長出的黑色孢子布滿豐盛后，即可使用。
    2.3發(fā)酵
    ①預處理后的甘蔗糖蜜加入一定量營養(yǎng)鹽KH₂PO₄,MgSO₄·7H₂O 0.015%。玉米漿。待充分溶解定容后加入10ml-20ml泡敵（pH值自然），121℃滅菌17min，冷卻至35℃，pH5.5-6.5備用。
    ②向罐中接入30g長有黑曲霉孢子的麩曲（向上述500ml麩曲瓶中加入200ml無菌水，拌勻），通入無菌空氣1.0-2.0vvm，罐壓0.1MPa，保證溶氧超過50%，攪拌轉速300-400r/min，溫度30-35℃。
    ③當殘?zhí)堑陀?.5%時發(fā)酵結束。
    2.4提取
    ①發(fā)酵結束后，將料液通過小型扳框過濾機，除去發(fā)酵液中的菌體及其懸浮固體雜質(zhì)。
    ②將料液加熱至80℃，再向其中加入0.5%的活性炭（糖用），緩慢攪拌30min濾出活性炭，得澄清發(fā)酵液，用NaOH調(diào)節(jié)，pH6.
    ③真空濃縮蒸發(fā)儀將料液濃縮到合適的濃度（50%-80%）。靜置5-8h，料液中便有葡萄糖酸鈉晶體析出（也可以向其加入少量晶種）。
    ④抽濾、干燥即得較為純凈的產(chǎn)品。剩余母液可重復上述結晶過程再次處理。
    2.5鑒定
    葡萄糖酸鈉定性檢驗（藥典法）
    ①取樣品約0.5g，置于試管中。加水5ml，微熱溶解后，加冰醋酸0.7ml與新蒸餾的苯肼1ml，置水浴上加熱30min，放冷。用玻璃棒擦拭管壁，漸生成黃色結晶。
    ②取樣品約1g加入5ml水溶解后，加入FeCl₃溶液1滴，呈深黃色。
    ③水溶液呈鈉鹽反應。
    2.6實驗結果
    對通過HCF預處理過的糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)的葡萄糖酸鈉，進行測定，結果見表1.