葡萄糖酸的发酵生产
糖发酵实验的实验报告
一、实验目的1. 了解糖发酵的原理及其在微生物鉴定中的应用。
2. 掌握通过糖发酵实验鉴别不同微生物的方法。
3. 熟悉糖发酵培养基的配制和操作步骤。
二、实验原理糖发酵实验是一种常用的微生物生化实验，通过观察微生物对糖类的分解能力，可以鉴别不同种类的微生物。
实验原理如下：1. 糖类分解：微生物在代谢过程中，利用糖类作为碳源和能源。
不同的微生物具有不同的酶系统，能够分解不同类型的糖类。
2. 产酸产气：微生物分解糖类时，会产生有机酸和气体。
有机酸会导致培养基pH 值下降，而气体则会在倒置的小试管中形成气泡。
3. 指示剂变化：在糖发酵培养基中加入指示剂（如溴甲酚紫），当pH值下降至指示剂变色范围时，颜色会由黄色变为紫色。
三、实验材料与仪器1. 材料：糖发酵培养基（葡萄糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖等）、指示剂（溴甲酚紫）、无菌试管、无菌移液管、无菌棉塞、培养箱、酒精灯、镊子等。
2. 仪器：显微镜、电子天平、移液器、无菌操作台等。
四、实验方法1. 糖发酵培养基的配制：- 称取葡萄糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖等糖类，按照一定比例溶解于蒸馏水中。
- 加入蛋白胨、氯化钠等营养物质，调整pH值至中性。
- 分装于无菌试管中，121℃高压灭菌15分钟。
2. 接种与培养：- 将待测微生物接种于糖发酵培养基中。
- 将接种后的试管放入培养箱中，37℃培养24小时。
3. 观察与记录：- 观察培养基中是否出现气泡，并记录气泡的数量和大小。
- 观察指示剂的颜色变化，记录颜色变化的时间。
- 根据观察结果，判断微生物对糖类的分解能力。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 大肠杆菌：葡萄糖、乳糖、麦芽糖发酵产酸产气，蔗糖发酵不产气。
- 伤寒杆菌：葡萄糖发酵产酸不产气，乳糖发酵不产气。
- 普通变形杆菌：葡萄糖、麦芽糖发酵产酸产气，乳糖发酵不产气。
2. 结果分析：- 通过糖发酵实验，可以区分大肠杆菌、伤寒杆菌和普通变形杆菌。
- 大肠杆菌能分解葡萄糖、乳糖、麦芽糖，产生有机酸和气体；伤寒杆菌只能分解葡萄糖，产生有机酸；普通变形杆菌能分解葡萄糖、麦芽糖，产生有机酸和气体。
有机酸的分析与检验——葡萄糖酸的分析与测定
《生物产品的分析与检验技术》有机酸的分析与检验-----葡萄糖酸的分析与测定目 录1．葡萄糖酸性质2. 葡萄糖酸的结构3．葡萄糖酸的用途4．葡萄糖酸的测定方法l用高碘酸氧化法测定发酵液中葡萄糖酸含量。
一、葡萄糖酸的性质l葡萄糖酸，又名D-葡萄糖酸，醛糖酸，是葡萄糖的醛基经氧化生成的糖酸；l葡萄糖酸天然存在于水果、蜂蜜、红酒和红茶菌中。
l弱酸性，可溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚和大多数有机溶剂。
二、葡萄糖酸的结构l化学式为C6H12O7，分子量为196.1566 l结构式如下：三、葡萄糖酸的用途l用作蛋白凝固剂、食品防腐剂和食品酸度调节剂；用于生产葡萄糖酸盐，如葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌等。
l在水溶液中转化为葡萄糖酸内酯和葡萄糖酸内酯的平衡混合液。
葡萄糖酸内酯可以作为调味剂、豆腐凝固剂pH降低剂及膨松剂的原料；加入牛乳中可以防止乳石，加入牙膏中有助于清除牙垢。
l葡萄糖内酯点出的内酯豆腐更加细腻和富于营养。
四、葡萄糖酸含量测定方法l高碘酸氧化法l异羟肟酸比色法高碘酸氧化法测定葡萄糖酸含量（一）测定原理l葡萄糖酸经过高碘酸（HIO4）氧化后生成甲醛，生成的甲醛用乙酰丙酮比色法测定。
l过剩的HIO4和生成的HIO3用NaHSO3溶液还原。
l在过量铵盐存在下，甲醛与乙酰丙酮生成黄色的二乙酰基二氢卢易司啶，根据颜色的深浅，比色定量，生成的颜色能稳定10h。
（二） 仪器设备主要仪器设备Ø可见分光光度计Ø 旋涡混合仪Ø恒温水浴锅 玻璃器皿Ø比色管25mL Ø容量瓶100ml Ø 移液管（三） 操作步骤1.溶液的配制（1）乙酰丙酮试剂：醋酸铵25g，冰醋酸3mL，新蒸馏的乙酰丙酮0.2mL，全部溶解于100mL水中。
（2）0.02mol/L高碘酸溶液（3）1g/L亚硫酸氢钠溶液（4）5mmol/L的葡萄糖酸标准溶液（三） 操作步骤2. 标准曲线的绘制准确配制5mmol/L的葡萄糖酸钠标准溶液，按下表在各管中加样试管号012345678910标准样/mL00.10.20.30.40.50.60.70.80.91高碘酸/mL01111111111（三） 操作步骤2.标准曲线的绘制（1）在室温下任其反应20min 。
发酵过程中的微生物代谢途径
发酵过程中的微生物代谢途径发酵是一种利用微生物代谢途径来生产有用产物的过程。
在发酵过程中，微生物通过对底物的降解和合成来获得能量和生长所需物质。
微生物的代谢途径主要包括糖酵解、无氧的乳酸发酵、醇发酵、酒精发酵和有氧代谢等。
糖酵解是一种常见的微生物代谢途径，它可以将葡萄糖降解为乳酸、乙醇或酸（例如乳酸发酵、醇发酵）。
糖酵解分为两个阶段：糖的降解和生成乙酸、溶解氢氧化物等产物。
在糖的降解阶段，糖被通过一系列的酶催化反应分解成丙酮磷酸和乙醛，然后进一步代谢生成乙酸、乙醇或酒精。
乳酸发酵是糖酵解的一种常见形式，它主要发生在乳酸杆菌等一些厌氧菌中。
乳酸发酵的终产物是乳酸，乳酸的生成不需要氧气，因此乳酸发酵可以在厌氧条件下进行。
醇发酵是另一种常见的微生物代谢途径，它将糖类或其他有机物质代谢生成醇。
这种发酵也是在缺氧条件下进行的，并且醇发酵的产物种类多样。
例如，谷物中的糖类可以发酵生成乙醇和二氧化碳，酵母菌可以将糖类发酵生成酒精，大肠杆菌可以将葡萄糖发酵生成乙醇和乳酸。
酒精发酵是一种产生酒精和二氧化碳的微生物代谢途径，酵母菌是最常见的进行酒精发酵的微生物。
酒精发酵中，糖类通过一系列的酶催化反应被分解成丙酮酸和乙醛，然后进一步代谢生成乙醇和二氧化碳。
酒精发酵具有很高的能量输出效率，因此被广泛应用于酿造业和发酵食品加工中。
除了无氧代谢途径，微生物还可以通过有氧代谢来获得能量和生长所需物质。
在有氧条件下，微生物利用氧气将底物完全氧化，产生能量和二氧化碳、水等无害的代谢产物。
有氧代谢包括三个主要过程：糖类的降解、柠檬酸循环和呼吸链。
在糖类的降解过程中，葡萄糖被分解成丙酮磷酸，并在柠檬酸循环中通过一系列酶催化反应生成二氧化碳和水。
细胞在呼吸链中生成ATP，并将氧气还原为水。
微生物在发酵过程中的代谢途径和底物种类的选择主要受到环境条件的影响。
例如，在缺氧条件下，微生物通过无氧代谢途径来获得能量，而在有氧条件下则通过有氧代谢途径来代谢底物。
发酵过程反应式
发酵过程反应式
发酵是一种生物化学过程，通过微生物（如酵母菌或乳酸菌）在没有氧气的情况下将有机物质转化为产生能量和代谢产物的过程。
发酵过程涉及多个反应式，具体取决于所使用的底物和微生物类型。
以下是几种常见的发酵过程反应式的详细说明：
1. 乳酸发酵：
C6H12O6 →2 C3H6O3
在乳酸发酵中，葡萄糖（C6H12O6）被乳酸菌转化为乳酸（C3H6O3）。
这是一种无氧发酵过程，产生的乳酸可用于食品加工、饮料制造等领域。
2. 酒精发酵（乙醇发酵）：
C6H12O6 →2 C2H5OH + 2 CO2
在酒精发酵中，葡萄糖（C6H12O6）被酵母菌转化为乙醇（C2H5OH）和二氧化碳（CO2）。
这种发酵广泛应用于酿造酒类饮料和制作面包等食品工业。
3. 丙酸发酵：
C6H12O6 →2 C3H6O2 + 2 CO2
在丙酸发酵中，葡萄糖（C6H12O6）被某些细菌转化为丙酸（C3H6O2）和二氧化碳（CO2）。
这种发酵过程在工业上用于生产丙酸和相关的化学品。
4. 乳酸菌酸奶发酵：
C6H12O6 →2 C3H6O3
类似于乳酸发酵，葡萄糖（C6H12O6）在乳酸菌的作用下转化为乳酸（C3H6O3）。
这种发酵过程常用于制作酸奶和其他乳制品。
需要注意的是，不同的微生物和底物组合会导致不同的发酵过程和反应式。
以上只是几个常见的例子，还有许多其他类型的发酵过程存在。
1。
葡萄糖发酵生产乳酸工艺流程
葡萄糖发酵生产乳酸工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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葡萄糖酸生产
葡萄糖酸生产葡萄糖酸是一种重要的有机酸，在医药、食品、化妆品等领域有广泛的应用。
目前，葡萄糖酸主要通过微生物法、化学法和酶法来生产。
其中，微生物法是最常用的生产方式。
本文将重点介绍葡萄糖酸的生产过程、影响生产的因素以及未来可能的发展方向。
微生物法生产葡萄糖酸是通过将葡萄糖转化为葡萄糖酸来完成的。
常见的微生物生产工艺包括静态培养法、摇瓶培养法和发酵罐培养法。
（一）静态培养法静态培养法是将微生物接种在装有葡萄糖和适当培养基的瓶子中，让其在静态状态下进行生长和代谢。
该方法操作简单，但生产周期长，产量小。
因此，该方法已经被淘汰。
摇瓶培养法是将微生物接种在摇床或摇瓶中，通过持续搅拌来提高氧气供应和充分混合培养基。
该方法可以使微生物的代谢更为活跃，从而提高产量和生产速度。
（三）发酵罐培养法发酵罐培养法是将微生物接种在装有葡萄糖和培养基的发酵罐中，通过控制罐内氧气、温度、pH值等因素来加速菌群的生长和代谢。
发酵罐培养法生产周期短，产量大，是目前葡萄糖酸生产的主要方法。
（一）菌株选择菌株是影响葡萄糖酸生产的关键因素之一。
常用的菌株包括庚糖酸杆菌、乳酸菌、醋酸菌等。
每种菌株具有不同的代谢途径和生长特性，适用于不同的生产工艺和生产条件。
（二）培养基配方和剂量控制培养基是微生物生长和代谢的基础，不同的菌株在不同的培养基条件下有不同的生产表现。
培养基的配方和剂量控制有助于调节微生物的代谢过程，提高葡萄糖酸的产量和纯度。
（三）反应条件控制发酵反应条件对微生物的生长和代谢产生重要影响。
主要包括温度、pH值、氧气供应等。
不同的微生物需要不同的反应条件，优化反应条件可以使微生物的代谢更加活跃，提高葡萄糖酸的产量和质量。
三、未来可能的发展方向（一）基因工程技术在葡萄糖酸生产中的应用基因工程技术可以通过改造微生物的代谢途径，使其更为高效的合成葡萄糖酸。
例如，通过改造乳酸菌的代谢途径，使其在无需外源氧气的情况下合成葡萄糖酸。
（二）纯化技术的改进传统的葡萄糖酸提取和纯化方法不仅耗时耗力，还可能导致葡萄糖酸的流失和污染。
葡萄糖酸生产
葡萄糖酸生产
葡萄糖酸是一种广泛用于食品、制药和化工行业的化学品。
以下是葡萄糖酸生产的过程和主要应用：
一、葡萄糖酸生产的过程
1. 从淀粉或葡萄糖中提取葡萄糖
2. 发酵：用细菌将葡萄糖转化为葡萄糖酸
3. 分离纯化：将葡萄糖酸从发酵液中分离提取，然后进行纯化处理
4. 干燥：将纯化后的葡萄糖酸进行干燥处理，形成颗粒状或粉状产品
二、葡萄糖酸的应用
1. 食品行业：用于饮料、酸奶、果汁、罐头等各种食品的酸味调节剂和防腐剂
2. 制药行业：用于制造各种药物和医用耗材
3. 化工行业：用于制造聚酯、树脂和塑料等材料，也用于制造各种表面活性剂和化妆品
4. 农业行业：用于防止农产品的腐烂和保鲜
5. 其他行业：还可用于制造纸张、染料等领域
总之，葡萄糖酸是一种十分重要的化学品，在各种工业领域中都有广泛的应用。
葡萄糖酸的发酵生产知识
葡萄糖酸的发酵生产知识简介葡萄糖酸是一种重要的有机酸，具有广泛的应用领域，包括食品、医药、化工等。
葡萄糖酸可以通过生物发酵的方法进行生产，这种方法具有环境友好、高效、可持续等优势。
本文将介绍葡萄糖酸的发酵生产知识。
发酵生产原理葡萄糖酸的发酵生产是利用微生物代谢能力对含有葡萄糖的底物进行发酵，将葡萄糖转化为葡萄糖酸。
常用的发酵菌主要有高温嗜热菌、亚麻油菌、乳酸菌等。
发酵过程中，微生物通过葡萄糖酸酶对葡萄糖进行代谢，产生葡萄糖酸和乳酸等有机酸。
发酵菌种选择选择合适的发酵菌种是葡萄糖酸发酵生产的关键。
一般来说，较常用的菌种有亚麻油菌、高温嗜热菌、乳酸菌等。
这些菌种具有较高的葡萄糖酸产量和较好的发酵能力。
在选择菌种时应考虑到其耐受性、产酸能力和生长速率等因素。
发酵过程调控发酵过程中的调控对葡萄糖酸产量和产品质量具有重要影响。
调控方法包括控制培养基成分、调节发酵条件和加入适量的辅助物质等。
在选择培养基成分时，要根据菌种的要求来确定碳源、氮源和微量元素等。
控制发酵温度、pH值和氧气供应等条件也是调控的关键。
发酵工艺优化为了提高葡萄糖酸的产量和质量，需要进行发酵工艺的优化。
发酵工艺优化主要包括选择合适的培养基和菌种，优化发酵条件，提高发酵的转化率和产酸效率。
同时，通过监测发酵过程中的关键指标，如菌体生长速率、底物消耗情况和产酸速率等，进行调控和优化。
产酸工艺流程葡萄糖酸的发酵生产主要分为以下几个步骤：培养基制备、发酵罐设备消毒、菌种接种、发酵过程控制、产酸液分离和精制等。
在培养基制备中，需要按照一定比例配制含有葡萄糖和其他营养成分的培养基。
消毒操作是为了防止杂菌污染，保证发酵过程的纯净度和产品的质量。
产酸液分离与精制在发酵过程结束后，需要对产酸液进行分离和精制。
一般采用蒸馏、晶体化和膜分离等方法。
蒸馏是利用葡萄糖酸与水的沸点差异进行分离，获得高纯度的葡萄糖酸。
晶体化是通过降低温度使葡萄糖酸结晶析出。
膜分离是利用膜的选择性渗透性将葡萄糖酸与其他成分分离。
葡萄糖酸锌的制备原理
葡萄糖酸锌的制备原理葡萄糖酸锌是一种重要的有机酸类锌盐，在医药、食品、农业等领域有着广泛的应用。
它可以通过各种方法制备，其中较为常见的有化学合成法和生物法。
化学合成法是一种较为常见的制备葡萄糖酸锌的方法。
具体的制备原理如下：1. 原料准备：制备葡萄糖酸锌的主要原料为葡萄糖和氧化锌。
2. 溶剂选择：通常使用水或有机溶剂作为溶剂，以增加反应的进行。
3. 酯化反应：将葡萄糖和酸性催化剂加入溶剂中，进行酯化反应。
在反应过程中，葡萄糖中的羟基（-OH）与酸催化剂反应生成葡萄糖酸酯。
4. 锌离子添加：将氧化锌加入反应体系中，锌离子与葡萄糖酸酯反应生成葡萄糖酸锌。
5. 结晶和分离：经过反应得到的葡萄糖酸锌溶液中，通过控制温度和溶液浓度，使其过饱和，然后进行结晶，得到葡萄糖酸锌的晶体。
晶体可以通过过滤和干燥等步骤进行分离。
6. 精制：将得到的葡萄糖酸锌晶体进行精制处理，除去杂质和水分，得到纯净的葡萄糖酸锌。
化学合成法生产葡萄糖酸锌的制备原理相对简单，操作也较容易掌握。
不过，该方法需要使用较多的有机溶剂和催化剂，产生一定的化学废弃物，对环境造成一定的污染。
因此，在近年来，生物法也逐渐得到人们的关注和应用。
生物法制备葡萄糖酸锌的原理如下：1. 微生物选择：首先筛选适宜的微生物菌株，例如酵母菌、大肠杆菌等，并进行培养和选育。
2. 发酵步骤：将选育得到的微生物菌株进行培养，提供适宜的温度、pH值和营养物质等条件，使其发酵生长。
在发酵过程中，微生物会产生葡萄糖酸。
3. 加入锌盐：将适量的锌盐加入发酵液中，锌离子与葡萄糖酸结合生成葡萄糖酸锌。
4. 结晶和精制：经过反应得到的葡萄糖酸锌溶液中，通过调控温度和溶液浓度，使其过饱和，然后进行结晶，得到葡萄糖酸锌的晶体。
晶体可以通过过滤和干燥等步骤进行分离，并进行精制处理得到纯净的葡萄糖酸锌。
相较于化学合成法，生物法制备葡萄糖酸锌更加环保，因为生物法不需要使用大量的有机溶剂和催化剂，并且废弃物的产生较少。
微生物实验六糖发酵实验
林标声
实验六 糖发酵实验
• 一、实验目的
• 1、了解糖发酵的原理和在肠道细菌鉴定中
的重要作用。
二、实验原理
• 糖发酵试验是最常用的生化反应【糖发酵实验，I MVIC实验（吲哚、甲基红、伏普、柠檬酸盐实验 ）】，在肠道细菌的鉴定上尤为重要。绝大多数 细菌都能利用糖类作为碳源和能源，但是它们在 分解糖的能力上有很大的差异，有些细菌能分解 某种糖并产酸（如乳酸、醋酸、丙酸等）和气体 （如氢、甲烷、二氧化碳等）；有些细菌只产酸 不产气。例如大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产酸 并产气；伤寒杆菌能分解葡萄糖产酸不产气，不 能分解乳糖；枯草芽孢杆菌分解葡萄糖产酸产气 ，不能分解乳糖，普通变形杆菌能分解葡萄糖产 酸、产气，但不能分解乳糖。
产酸产气的鉴定
产酸的判断：指示剂溴甲酚紫(pH5．2为黄 色，pH6．8为紫色)，当发酵产酸时，使培 养基由紫色变为黄色。
产气的判断：倒置的德汉氏小管（有无气泡）
糖发酵试验结果： 右侧为空白对照， 左侧为发酵产酸阳 性，但不产气，中 间为产酸、产气
三、实验器材
• 大肠杆菌，普通变形杆菌斜面各1支；盛有葡萄糖发酵培养基的试管和乳糖发酵培养基 的试管各3支（内装有倒置的德汉氏小管），试管架，接种环等。
五、实验结果
糖类发酵
大肠杆菌 普通变形杆菌
对照
葡萄糖发酵
乳糖发酵
将实验结果填入下表。分别用产酸产气、产酸不 产气、不产酸不产气表示
六、思考题
• 假如某种微生物可以有氧代谢葡萄糖，发酵试验应该出现什么结果？
感谢下 载
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例如大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产酸并产气酸并产气伤寒杆菌能分解葡萄糖产酸不产气伤寒杆菌能分解葡萄糖产酸不产气不能分解乳糖枯草芽孢杆菌分解葡萄糖产酸产不能分解乳糖枯草芽孢杆菌分解葡萄糖产酸产气不能分解乳糖气不能分解乳糖普通变形杆菌能分解葡萄糖普通变形杆菌能分解葡萄糖产酸产气但不能分解乳糖产酸产气但不能分解乳糖
发酵法生产氨基葡萄糖
发酵法生产氨基葡萄糖1概述中文名称：氨基葡萄糖硫酸盐英文文号：Glucosamine sulfate分子式：C6H13NO5·H2SO4结构式：性状：白色结晶粉末，无气味，略有甜味。
易溶于水，微溶于甲醇，不溶于乙醇等有机溶剂。
2 产品种类氨基葡萄糖盐酸盐（Glucosamine Hydrochloride），分子式：C6H13NO5·HCl 分子量：215.63氨基葡萄糖硫酸钠盐（Glucosamine Sulfate Sodium Chloride），分子式：（C6H14NO5）2SO4·2NaCL 分子量：566.52氨基葡萄糖硫酸钾盐（Glucosamine Sulfate Potassium Chloride）。
分子式：（C6H14NO5）2SO4·2KCL 分子量：605.522 生产方法目前国内外氨基葡萄糖盐酸盐的传统生产方法有生物提取法和化学合成法两种，其中生物提取法为主要生产法。
生物提取法是指先从虾蟹壳中提取甲克素或壳聚糖在经酸水解而成氨基葡萄糖盐酸盐。
生物发酵法是以葡萄糖等为原料，经发酵、提取、纯化、浓缩、结晶干燥等工艺生产氨基葡糖等系列产品（盐酸盐、硫酸盐），具有转化效率高、产品质量稳定、生产成本低等特点。
3 氨基葡萄糖硫酸盐的用途氨基葡萄糖硫酸盐主要用于医药，其它还可应用于食品，化妆品和饲料添加剂中，用途相当广泛。
在医药方面，参与肝肾解毒，发挥抗炎护肝作用，对治疗风湿性关节炎症和胃溃疡有良好的疗效，具有改善关节活动,缓解疼痛的作用。
预防和治疗各种类型的骨性关节炎，如膝关节、髋关节、脊柱、肩、手、手腕和踝关节等部位的及全身性的骨性关节炎。
在食品工业方面，近年发现有吸收自由基、抗衰老、减肥、调节内分泌等多种有益的生理作用。
可用氨基葡萄糖类保健食品。
在化工方面，是合成抗生素和抗癌药物的主要原料，亦可作为化妆品的营养性添加剂等。
4 市场分析我国从上世纪70年代开始，利用沿海地区大量的海洋水产加工副产品——虾蟹壳生产甲壳素，进而开发出系列衍生产品，如壳聚糖和氨基葡萄糖等原料。
葡萄糖酸钠(四)生产工艺
葡萄糖酸钠生产工艺流程1 范围本标准适用于采用玉米淀粉经过双酶制糖、深层通风发酵、精制提取等工序生产的葡萄糖酸钠。
2 工艺流程玉米淀粉调浆→液化→糖化→制糖→发酵→浓缩→蒸发结晶→成品离心→干燥→包装3 各岗位工艺流程3.1 制糖岗位主要技术参数3.1.1 调浆PH值：3.5±0.5PH3.1.2高温淀粉酶加量：1μ/g（纯淀粉计）3.1.3喷射液化温度：125.0℃±1.0℃3.1.4糖化PH值：6.6±0.5PH3.1.5糖化酶用量：5～6μ/g3.1.6糖化温度：80.0±2.0℃3.1.2 工艺操作标准3.1.2.1 调浆1）投料前必须对所用的设备进行全面检查，确认设备正常后方可加水投料。
投料前先向调浆罐内加水7.0～10.0m3，用PH计测水的PH3.5，若低于此范围，用氢氧化钠调整。
打开搅拌投料。
2）投料完毕开水定容至14.0～17.0m3，搅拌后，取样准确测PH 3.5，添加高淀酶。
搅拌10分钟后开始液化。
3.1.2.2 液化当蒸汽压力大于0.15Mpa时进行液化，打开调浆罐上回流阀、液化回流阀，关闭进料阀，打开调浆罐罐底阀，打开泵冷却水，开启变频启动调浆泵；待温度上升至110.0℃以上且有明显上升趋势时，开进料阀，调节蒸汽及进料大小，使温度控制在125.0℃，进料流量控制在40~50m3/h进行液化，在维持罐维持20分钟进入糖化罐。
同时应注意维持罐液面，防止料液从排空管路中溢出。
液化完毕，关闭进料阀、蒸汽阀，停泵停变频器，关闭泵冷却水，用蒸汽将维持罐中的料液压入糖化罐。
启动搅拌直至进料结束，料液在糖化罐中125℃保温维持至碘检合格，若碘检不合格，则延长保温维持时间，直至碘检合格。
碘检：用试管取稀碘液2mL，再取液化液，用吸管吸2~3滴液化液滴入稀碘液中，若颜色呈浅红色说明碘检合格。
3.1.2.3 糖化碘检合格后，用盐酸调PH至5.3，灭淀粉酶，同时开循环水降温至70±2.0℃，加入50-90μ/g淀粉糖化酶（以纯玉米淀粉计），搅拌10分钟开始保温糖化。
葡萄糖酸钠的生产方法
葡萄糖酸钠的生产方法葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠，是一种白色或淡黄色结晶粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚。
它是一种用途极广的多羟基有机酸盐，由于其无毒，原料来源广泛的特性，在化工、食品、医药、轻工等行业有广泛的用途。
此外还可用于电镀、胶卷制造等许多工业领域，应用前景十分广阔。
目前葡萄糖酸钠的生产方法主要有生物发酵法、均相化学氧化法、电解氧化法以及多相催化氧化法等（1）生物发酵法。
该方法包括真菌发酵和细菌发酵，另外还有固定细胞发酵工艺，其中较普遍采用的是黑曲霉菌发酵制葡萄糖酸钠工艺。
该方法是在240- 300 g/L的葡萄糖溶液中加入一定量的营养物质，灭菌，冷却至适宜温度，接种体积分数为10%的黑曲霉种子液，开动搅拌，通气流，调整发酵液PH值维持在 6.0-6.5，温度保持在32-34℃。
发酵过程中滴加消泡剂，以消除发酵过程中所产生的泡沫。
整个发酵过程约需20 h，当残糖降至1g／L 时可以认为发酵结束。
菌体与发酵液分离后，发酵液经真空浓缩、结晶后可得葡萄糖酸钠晶体，或经喷雾干燥后制得葡萄糖酸钠粉状产品。
该方法具有发酵速度快、发酵过程易于控制、产品易提取等特点，但同时也有一定的缺陷，如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等。
（2）均相化学氧化法。
结晶葡萄糖加水溶解后加入催化剂，控制一定的温度，滴加次氯酸钠溶液，同时滴加离子膜液碱来控制反应体系的pH值，使平衡向生成葡萄糖酸钠的方向移动。
通过测定残糖量来确定反应终点，然后过滤，将反应液浓缩，利用氯化钠溶解度比葡萄糖酸钠溶解度低的特性，浓缩后先析出氯化钠，后析出葡萄糖酸钠来进行提纯，可得葡萄糖酸钠含量在95%(质量分数)以上的产品。
采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高，工艺过程简单，成本低的优点，但是其中间步骤多，副产物多，产物难于分离，因此在应用上受到了限制。
（3）电解氧化法。
该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液，再加入适宜的电解质，在一定温度、一定电流密度下恒电流电解。
葡萄糖酸的发酵
发酵过程中的杂菌污染问题
原因
发酵设备、管道、培养基等未彻底灭 菌，或者操作过程中存在交叉污染。
解决方案
加强发酵前后的清洁和消毒工作，确 保设备、管道和培养基的无菌状态； 定期对发酵液进行检测，发现杂菌污 染及时采取措施处理。
产物分离纯化难度大的问题
原因
目标产物与其他杂质在性质上相近，难以通过常规的分离方法将其完全分离。
葡萄糖酸的发酵
• 葡萄糖酸的发酵概述 • 葡萄糖酸的发酵过程 • 葡萄糖酸发酵的优化与改进 • 葡萄糖酸发酵的挑战与解决方案 • 葡萄糖酸发酵的发展趋势与展望
目录
01
葡萄糖酸的发酵概述
葡萄糖酸发酵的定义
01
葡萄糖酸发酵是指利用微生物将葡萄糖转化为葡萄糖酸的过程。
02
葡萄糖酸发酵是工业上大规模生产葡萄糖酸的重要途径。
光合生物转化
利用光合微生物将葡萄糖 转化为葡萄糖酸，实现太 阳能的利用和生物产物的 合成。
拓展葡萄糖酸发酵的应用领域
食品添加剂
葡萄糖酸作为食品添加剂，可用于提高食品的酸度和口感，延长 食品的保质期。
化工原料
葡萄糖酸可用于合成多种有机酸和酯类化合物，作为化工原料广 泛应用于医药、农药、染料等领域。
环境治理
发酵条件的优化
温度
选择适宜的温度范围，以提高菌株的生长和 发酵活性。
pH值
控制发酵液的pH值，以适应菌株的最佳生 长和代谢条件。
溶氧
优化溶氧条件，以满足菌株在发酵过程中的 需氧需求。
碳源和氮源
选择适当的碳源和氮源，以满足菌株的生长 和葡萄糖酸发酵的需求。
产物分离纯化的改进
高效分离技术
采用高效液相色谱、离子交换色谱等技术， 实现葡萄糖酸的快速分离和纯化。
透明质酸钠生产工艺
透明质酸钠生产工艺
透明质酸钠是一种常用的化妆品原料，其生产工艺一般包括以下步骤：
1. 原料准备：准备透明质酸钠的原料，主要包括葡萄糖、大肠杆菌菌种、葡萄糖激酶、葡萄糖酸钠等。
2. 发酵培养：将葡萄糖和大肠杆菌菌种接种进入发酵罐中，利用菌种的发酵能力将葡萄糖转化为透明质酸。
3. 温度控制：在发酵过程中，需要严格控制发酵罐内的温度，一般在35-40℃之间，以促进菌种的生长和产酸产物的形成。
4. 过滤纯化：发酵结束后，通过过滤将发酵液中的菌体和杂质去除，得到相对纯净的透明质酸液。
5. 中和：将透明质酸液中加入适量的碱性物质（如氢氧化钠）进行中和处理，将透明质酸中的羧基部分中和掉，生成透明质酸钠。
6. 浓缩：将中和后的透明质酸钠溶液进行浓缩，一般使用真空浓缩器将水分蒸发掉，得到透明质酸钠的浓缩溶液。
7. 进一步纯化：通过离心、滤膜、树脂交换等方法将浓缩溶液中的杂质进一步去除，得到较纯的透明质酸钠产品。
8. 冷冻干燥：将纯化后的透明质酸钠溶液进行冷冻，然后在真
空环境下进行干燥，得到透明质酸钠的粉末形态。
9. 包装储存：将透明质酸钠粉末装入密封包装袋中，然后进行灭菌处理，最后存放在干燥、阴凉的地方，以保持其稳定性和活性。
以上是透明质酸钠的一般生产工艺，每个生产厂家可能有些微差异。
在实际生产过程中，还需要严格控制各个环节的温度、时间、浓度等参数，以确保产品的质量和活性。
2_酮基_D_葡萄糖酸发酵生产研究进展_魏转
２－酮基－Ｄ－葡萄糖酸发酵生产研究进展魏 转１，余泗莲２，孙文敬２，３，＊，周 强２，李中兵２（１．河北化工医药职业技术学院制药工程系，河北 石家庄 ０５００２６；２．百勤异ＶＣ钠有限公司，江西 德兴 ３３４２２１；３．江苏大学食品与生物工程学院，江苏 镇江 ２１２０１３）摘 要：２－酮基－Ｄ－葡萄糖酸（２ＫＧＡ）是合成食品抗氧化剂Ｄ－异抗坏血酸钠及Ｄ－异抗坏血酸的前体，通常采用细菌发酵的方法由Ｄ－葡萄糖转化而来。
本文概述了２ＫＧＡ的生物合成途径、２ＫＧＡ产生菌的选育、２ＫＧＡ的发酵条件、２ＫＧＡ的发酵工艺、２ＫＧＡ发酵产物的提取、国内２ＫＧＡ发酵生产中存在的主要问题及改善对策等。
关键词：２－酮基－Ｄ－葡萄糖酸；发酵；Ｄ－异抗坏血酸钠；Ｄ－异抗坏血酸Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｐｒｃｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２－Ｋｅｔｏ－Ｄ－ｇｌｕｃｏｎｉｃ ＡｃｉｄＷＥＩ Ｚｈｕａｎ１，ＹＵ Ｓｉ－ｌｉａｎ２，ＳＵＮ Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ２，３，＊，ＺＨＯＵ Ｑｉａｎｇ２，ＬＩ Ｚｈｏｎｇ－ｂｉｎｇ２（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ， Ｈｅｂｅｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００２６， Ｃｈｉｎａ；２．Ｐａｒｃｈｎ Ｓｏｄｉｕｍ Ｉｓｏｖｉｔａｍｉｎ Ｃ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ｄｅｘｉｎｇ ３３４２２１， Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ ：２－Ｋｅｔｏ－Ｄ－ｇｌｕｃｏｎｉｃ ａｃｉｄ （２ＫＧＡ）， ｕｓｕａｌｌｙ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｖｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄ－ｇｌｕｃｏｓｅ， ｉｓ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｕｓｅｄｉｎ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｅｒｙｔｈｏｒｂａｔｅ ｏｒ ｅｒｙｔｈｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ ａｓ ａ ｆｏｏｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ２ＫＧＡ， ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ２ＫＧＡ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｔｒａｉｎｓ， ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ２ＫＧＡ， ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ ２ＫＧＡ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ， ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ２ＫＧＡ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：２－ｋｅｔｏ－Ｄ－ｇｌｕｃｏｎｉｃ ａｃｉｄ； ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ； ｓｏｄｉｕｍ ｅｒｙｔｈｏｒｂａｔｅ； ｅｒｙｔｈｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ中图分类号：Ｏ６５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００８）０８－０６３６－０４收稿日期：２００８－０４－２１基金项目：２００７年商务部共性技术研发资助项目（商产函［２００７］８０号）作者简介：魏转（１９７７－），女，讲师，博士，主要从事工业微生物的应用研究。
抗坏血酸工业制法
抗坏血酸工业制法抗坏血酸是一种重要的维生素C，它在许多食品和药品中都起到了重要的作用。
那么，抗坏血酸是如何制造出来的呢？在工业上，抗坏血酸的制法主要有化学法和生物法两种。
化学法是目前主流的抗坏血酸工业制法之一。
该方法主要通过氧化还原反应来合成抗坏血酸。
首先，将葡萄糖经过氧化反应转化为葡萄糖酸，然后通过还原反应将葡萄糖酸还原为抗坏血酸。
这个过程中需要使用一些催化剂和溶剂，以促进反应的进行。
化学法制备的抗坏血酸生产效率较高，但也存在一些环境和安全问题，需要加强相关的控制和管理。
生物法是另一种抗坏血酸的制备方法。
该方法主要利用微生物的发酵过程来生产抗坏血酸。
通常使用的微生物有葡萄糖酸杆菌和醋酸杆菌等。
首先，将一定浓度的葡萄糖溶液和微生物接种物混合，经过一定时间的培养和发酵，微生物会利用葡萄糖产生抗坏血酸。
最后，通过分离和提取等工艺步骤，得到纯度较高的抗坏血酸产品。
生物法制备的抗坏血酸工艺相对环保，但生产周期较长，生产成本也较高。
无论是化学法还是生物法，抗坏血酸的制备都需要经过一系列的工艺步骤。
在化学法中，氧化反应和还原反应是关键步骤，需要选择合适的催化剂和溶剂，控制反应条件，以获得高产率和高纯度的抗坏血酸。
在生物法中，培养条件的控制和微生物的选育是关键，需要优化培养基的成分和pH值等因素，以提高抗坏血酸的产量和纯度。
当然，抗坏血酸的工业制法还在不断改进和创新中。
随着科学技术的发展，新的制备方法和工艺步骤不断涌现，使得抗坏血酸的生产更加高效、环保和经济。
同时，也需要加强对抗坏血酸工业生产过程中的安全和环境风险的管理，保障工人和环境的健康。
总结起来，抗坏血酸的工业制法主要有化学法和生物法两种。
化学法通过氧化还原反应合成抗坏血酸，而生物法利用微生物的发酵过程生产抗坏血酸。
无论哪种方法，都需要经过一系列的工艺步骤和条件控制，以获得高产量和高纯度的抗坏血酸产品。
随着科技的进步和创新，抗坏血酸的工业制法也在不断发展和改进，为人们的健康生活提供更好的保障。
细菌的生化反应
1. 葡萄糖酸盐试验1)原理：某些细菌可氧化葡萄糖酸钾，生成α-酮基葡萄糖酸。
α-酮基葡萄糖酸是一种还原性物质，可与班氏试剂起反应，出现棕色或砖红色的氧化亚铜沉淀。
(2)方法：将待检菌接种于葡萄糖酸盐培养基中(1ml)，置35℃孵育48h,加入班氏试剂1ml，于水浴中煮沸10min并迅速冷却，观察结果。
(3)结果：出现黄到砖红色沉淀为阳性。
不变或仍为蓝色为阴性。
(4)应用：主要用于假单胞菌的鉴定和肠杆菌科菌分群。
帮助属间鉴别、种间鉴别和沙雷菌属菌种的鉴定。
取待检菌大量接种培养基，35 ℃培养24-48h ，加斑氏试剂1ml，充分混匀，隔水加热煮沸10min ，观察结果。
产生黄-橙色沉淀为阳性，蓝色沉淀为阴性（5）质量控制肺炎克雷伯菌A TCC 27236阳性；大肠埃希菌A TCC 25922 阴性2 粘液酸利用试验培养基用于无动力不产气不发酵乳糖的大肠埃希菌与志贺菌属的鉴别。
前者多数为阳性，后者均为阴性取试验菌株18-24h 肉汤培养物1 环接种培养基。
35 ℃孵育1-2 周，每天观察结果。
培养基呈黄色为阳性表明细菌能利用粘液酸盐；若培养基不变色则为阴性[质量控制]大肠埃希菌A TCC 25922 阳性；痢疾志贺I 型A TCC 13313阴性3. 醋酸钠利用试验(1)原理：细菌利用铵盐作为唯一氮源，同时，利用醋酸盐作为唯一碳源时，可在醋酸盐培养上生长，分解醋酸盐生成碳酸钠，使培养基变为碱性。
（2)方法：将被检菌接种于醋酸盐培养基中，置35℃孵育2~7d，逐日观察结果。
(3)结果：培养基上有细菌生长，并变为蓝色为阳性。
（4）应用：主要用于大肠埃希菌和志贺菌属的鉴别，前者为阳性，而后者为阴性。
4. 葡葡糖铵培养基（1）成分：氯化钠5g硫酸镁（MgSO4•7H2O）0.2g磷酸二氢铵1g 磷酸氢二钾1g葡萄糖2g琼脂20g蒸馏水1000ml0.2%溴麝香草酚蓝溶液40ml pH6.8（2）制法：先将盐类和糖溶解于水内，校正pH，再加琼脂，加热溶化，然后加入指示剂，混合均匀后分装试管，121℃高压灭菌15min，放成斜面。
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主要仪器
SHZ-82 型恒温振荡器 SKP-201B 型电热恒温箱 SBA-240C 型生物传感分析仪 FLC-23 型超净工作台 722S 型可见分光光度计 TD52-2 型自动平衡离心机 10 L 发酵罐
培养方法
种子培养 250 mL 三角瓶中装液量为30 mL ,接种后臵于 30 ℃、220 r 〃min - 1摇床培养18～20 h 。 摇瓶发酵培养 取孢子悬液接入发酵培养基中(250 mL 三角瓶中 装液量为30 mL) 臵于33 ℃、250 r 〃min - 1 摇 床 培养,发酵结束后测残糖及葡萄糖酸的浓度。 发酵罐发酵 10 L 发酵罐装料7 L ,接种10 %的黑曲霉种子悬 液,搅拌转速250 r 〃min - 1 ,无菌空气流量 0.4m3 〃h - 1 ,维持温度33 ℃,流加30 %的碱液 维持pH5.6 。残糖含量降至015 %以下时,结束发 酵。
葡萄糖酸的发酵生产
生工本0901 寇凤雨
葡萄糖酸的性质
• 葡萄糖酸是葡萄糖 衍生的糖酸,分子式 为C6H12O7。为结晶 状化合物，熔点 131℃,呈弱酸性， 溶于水，微溶于乙 醇。在水溶液中转 化为γ-葡萄糖酸内 酯和 δ－葡萄糖酸 内酯的平衡混合物。
• 葡萄糖酸作为蓬松剂、 凝固剂、鳌合剂、酸 味剂而广泛应用于食 品、医药、建筑等行 业，葡萄糖酸与钠、 钙、锌、亚铁等金属 氧化物合成制得的葡 萄糖酸盐可作为食品 添加剂和营养增补剂 添加到食品中。葡萄 糖酸的金属络合物在 碱性体系中广泛用作 金属离子的掩蔽剂。 • 葡萄糖酸钠可分为工 业级，食品级和医药 级目前我国市场价格 分别在4300-4800 /t， 7800-8500元／t， 8800-10000元／t。
E
•
cE ×V
葡萄糖含量的控制方式 葡萄糖在较高含量下,对许多微生物的生长和 代谢都有抑制作用,使菌体生长速率和产物生 成速率处于较低水平,发酵时间大大延长。 摇瓶实验 在葡萄糖含量分别为10 %、20 %和30 %的发 酵培养基中分别添加27 g 〃L - 1 、54 g 〃L - 1 、81 g 〃L - 1CaCO3 ,摇瓶发酵30 h ,考 察葡萄糖含量对黑曲霉产酸的影响,结果见表 2
菌种选育按照生产要求，根据微生物的遗传 和变异的理论，用人工的方法造成菌种变异， 再经过筛选获得高产变株而达到提高发酵水 平的目的；而发酵工艺的优化是改变培养基 的在发酵过程中改变培养温度、通气量、搅 拌转速、调节pH等措施，从而强化微生物的 生物合成的全过程，提高发酵产量。通过工 艺优化，改进发酵培养基成份和发酵条件， 创造适合菌体生长和生物代谢的最佳条件， 充分发挥菌种的生产潜力，从而显著提高发 酵产量
葡萄糖氧化酶酶活力的测定
本研究采用分光光度计分析法测定葡萄 糖氧化酶活性。反应混合液含2mL1mol/L 葡萄糖（0.1mol/L的柠檬酸钠-磷酸缓冲 液配制，PH=5.0)，1mL 0.1％苯醌和 100uL 粗酶液，反应液于35 ℃下保温反 应10min，于290nm 处测定形成的氢醌的 量。葡萄糖氧化酶的单位（U）定义为35 ℃ PH=5.0 下每克菌体每分钟产生 1umol氢醌的酶量。
山东凯翔生物化工有限公司专业从事葡萄 糖酸钠，葡萄糖酸内酯，衣康酸的研究、 开发、生产和销售，拥有先进的生物发酵 设备、一流的检测手段、现代化的科学管 理级雄厚的技术力量，并通过了ISO9001国 际质量管理体系认证、ISO14001国际环境 管理体系认证、OHSAS18001国际职业健康 安全管理体系认证。 公司年产葡萄糖酸钠35000吨，是国内最 大的生产供应商，生产的“凯翔”牌葡萄 糖酸钠，葡萄糖酸内酯各项技术指标均达 到国际先进水平，产品畅销美洲、欧洲、 东南亚、中东等国家和地区。
高产菌株的筛选
紫外线诱变取黑曲霉P-9的孢子，用无菌生 理盐水制成108个/mL的孢子悬液。取 2mL 孢子悬液于无菌培养皿中，铺成一层薄层， 于暗室内30w紫外灯下20cm处照射8min。取 照射液进行适当稀释，涂布于选择培养基， 用黑纸包裹，30℃恒温避光培养4d，待长 出孢子后，将孢子点种于筛选培养基，挑 选在菌落周围出现较大蓝色圈的菌株，分 别进行发酵并测定葡萄糖氧化酶活力。
蓝圈法的原理是微生物产生的葡萄 糖氧化酶将培养基中 的葡萄糖转化为葡 萄糖酸，葡萄糖酸与KI反应将I- 离子还 原为I元素，I与培养基中的可溶性淀粉 反应形成蓝色化合物而使菌落周围出现 蓝色圈，蓝色圈的大小与葡萄糖氧化酶 的产量成正相关。该方法可以作为葡萄 糖氧化酶产生菌的高通量筛选方法，大 大提高葡萄糖氧化酶产生菌的诱变育种 效率。
表1 经过紫外线诱变所获得的突变菌株的葡萄糖氧化酶活性
菌株号 初筛培养基的 蓝色圈直径 （mm） 6 7 5 9 11 5 葡萄糖氧化酶 酶活是出发 菌株的倍数 1.00 1.21 1.50 0.83 2.50 0.73
（/g）
11.5 13.9 17.3 9.5 28.7 8.4
P-9 U-15 U-17 U-56 U-69
• 1999 年,黄道震等以葡萄糖含量为30 %的 发酵培养基接种10 %的黑曲霉种子液,通气、 220 r 〃min - 1，搅拌、流加氢氧化钠溶液 控制p H 值6.0～6.5 、温度32～ 34 ℃、 发酵20 h , 残糖可降至1 g 〃L - 1 以下。 • 2002 年,Anastassiadis 等利用筛选得到 的短梗霉( Aureobasi di um p ul l ul ans) 在连续式搅拌发酵罐中进行了静息细 胞和固定化细胞的葡萄糖酸连续转化实验, 葡萄糖酸浓度可达260 g 〃L - 1 ,最高生 成速率为19 g〃L - 1.h - 1 。
发酵过程影响葡萄糖酸产量的因素
葡萄糖浓度 发酵液PH值 溶氧 接种量
• 葡萄糖酸浓度的测定
发酵过程中葡萄糖酸的生成会导致发酵液 p H 值下降,利用NaOH 与葡萄糖酸中来维 持发酵p H 值时,生成葡萄糖酸的钠盐,其 葡萄糖酸根可与Cu2 + 、Fe3 + 等金属离 子发生络合反应,加热后呈现一定的色,660 nm 波长下可测定其吸收值,由标准曲线方 程推算可知葡萄糖酸的浓度。
表3 10 L 发酵罐中pH值控制方式对发酵产 葡萄糖酸的影响
p H 值控制方式 pH值 发酵时间/ h 残糖浓度/ g ·L - 1 葡萄糖酸浓度/ g ·L -1 葡萄糖平均消耗速率/ g ·L - 1 ·h - 1 葡萄糖酸平均生成速率/ g ·L - 1 ·h -1 转化率/ % 流加NaOH 5.6 43 9 170 4.06 4.05 81.8 流加Ca (OH)2 乳浊液 5.6 56 6.8 156 3.16 2.40 74.2
pH值的控制方式
黑曲霉在葡萄糖酸的生成过程中p H 值 会不断下降,若降至415 以下会导致柠檬 酸的生成,为此需对发酵过程中p H 值进 行控制,一般可通过添加碳酸盐、金属氧 化物和碱来实行。在10 L 发酵罐(装液 量615 L ,葡萄糖含量20 %) 中分别采用 NaO H、Ca (OH) 2 、CaCO3 来控制p H 值,考察了不同控制方式对黑曲霉 发酵产酸的影响,结果见表3 。
•
EDTA 定钙法，发酵过程中葡萄糖酸的生成导 致发酵液p H 值下降,利用Ca (O H) 2 及CaCO3 与葡萄糖酸中和来维持发酵p H 值时,生成葡萄糖 酸的钙盐,通过直接测定发酵液中钙离子的含量可 折算得到生成的葡萄糖酸浓度(W G) 。
×M W G = ——-———— V S 式中: cE 为所用EDTA 的浓度,mol 〃L - 1 ;M 为葡萄糖酸的摩尔质量,196 g 〃mol - 1 ;V E 为所用EDTA 的体积,mL ;V S 为所取用的待标定 溶液的体积,mL 。
添加CaC
5.0～5 67 10 152
2.84
2.27
73.5
由表2 可见,发酵过程中流加NaOH 控制p H值,各项指标都达最高,发酵时间最短; 流加Ca (OH) 2乳浊液和添加CaCO3 控制 p H 值的指标接近,但比流加NaOH 要低 很多。当临近终点时,发酵液出现大量白 色的葡萄糖酸钙结晶颗粒,使得发酵产物 的浓度受到限制,无法得到高浓度葡萄糖 酸。
表2 葡萄糖含量对摇瓶发酵产酸的影响
葡萄糖含量/ % 葡萄糖酸浓度/ g 〃L - 1 残糖浓度/ g 〃L - 1 转化率/ % 葡萄糖平均消耗 速率/ g 〃L 1 〃h - 1 10 62.6 2.87 80.0 2.38 20 119.1 6.49 80.1 4.5 30 107.8 14.74 64.9 5.09
葡萄糖酸发酵的生物工艺
• 黑曲霉发酵能力的特性不仅由其遗传 特性决定，其所处的环境条件也决定 了发酵法生产葡萄糖酸的产量，发酵 法生产葡萄糖酸产量的高低除了受生 产菌种的影响外，培养基的组成和培 养条件对产量的影响也很大。黑曲霉 发酵水平的提高，主要依赖于菌种选 育及发酵工艺(培养基和培养条件)的优 化，这两个环节是相辅相成的。
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葡萄糖酸的发现
• 1880年Boutroux发现使用 醋化醋杆菌发酵葡萄糖能 够产生一种不挥发的酸， 后来确定为葡萄糖酸。 以后的许多研究者报道了 其他几种细菌也能够产生 葡萄糖酸和酮基葡萄糖酸。 上个世纪30年代以前，生 产葡萄糖酸主要是使用细 菌。1922年，Molliard发 现，利用霉菌也能够发酵 葡萄糖酸，后来人们知道 黑曲霉、米曲霉、文民曲 霉和青霉都有氧化葡萄糖 产生葡萄糖酸的能力。
U-78
葡萄糖酸发酵生产
一 材料和仪器
1 菌种 黑曲霉 （U-69 菌株） 2 培养基 (1) 查氏培养基( g 〃L - 1 ) : 蔗糖30 ,NaNO3 4 g, MgSO4 〃7H2O 0.5g,KCl 0.5g ; FeSO4 0.1 g,K2 HPO4 1 g, 琼脂20 g,p H 值5.5 ,温度31 ℃。 (2) 种子培养基(g 〃L - 1 ) :葡萄糖(水解糖) 40 ,麸 皮32 , ( N H4 ) 2 HPO4 0.4 g, KH2 PO4 0.2 g, MgSO4 〃 7H2O 0.2g ,CaCO3 10 g,p H 值5.6 。 (3) 发酵培养基(g 〃L - 1 ) :葡萄糖(水解糖) 100～ 300 , ( N H4 ) 2 HPO4 014 , KH2 PO4 012 , MgSO4 〃7H2O 0.15 g,CaCO3 27～81 ,p H 值5.6 。