62.利用黑曲霉发酵生产葡萄糖酸技术

日期：2020-11-11 阅读量：723

1 概况 葡萄糖酸钠全世界需求量在50 万吨／年，每年将以3－5％的比例增长， 是一种有良好市场前景的产品，特别是在食品行业，随着食品安全卫生的加强， 采用发酵法生产葡萄糖酸钠以及酸锌、酸钙将日益取代化学合成法。

国外年需量在 40 万吨左右，主要分布在美国 10 万吨／年，欧洲 13 万吨左右，日本 5 万吨左右，台湾 1 万吨，韩国 1 万吨，南亚地区 3 万吨，南美及中美洲 5万吨左右，澳大利亚 2 万吨左右，其主要应用在建筑行业和食品行业以及电镀行业，对产品的内在质量要求很严格。在日本主要用来生产葡萄糖酸内酯，来做内酯豆腐。

国内需求量在 8～10 万吨，主要分布在南方地区以及北方大城市，广东年需求量在 1 万吨，江苏在 8 千吨，上海年需求量在 1 万吨，北京年需求量在1万2 千吨，天津年需求量在 1 万吨左右，山东在 1 万吨，东北在 2 万吨左右，其他地区 1～2 万`吨左右，主要用于生产葡萄糖酸钙、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸铁、葡萄糖酸及内酯。

由于化学催化法使用了重金属作催化剂，导致了产品中重金属含量超标，达不到食品安全要求，出口受到限制；而作为发酵法生产却解决了这些问题，成为今后该产品生产的主流。特别在食品行业，这一需求将逐年增加。

葡萄糖酸钠是一种重要的食品添加剂，在营养增补剂、食品保鲜剂、品质改良剂和缓冲剂等方面有广泛的应用，根据在食品中的不同用途可分为如下几类：

1 调整 pH 功能

葡萄糖酸钠的缓冲 pH 为 3.4，适合做低 pH 范围的缓冲剂的食品添加剂。饮料pH4 以下，一般在 65℃下杀菌时间为 10min，既能避免杀菌加热对饮料素材的影响，又能节省能源，是饮料生产工程管理的重要性一环，其它有机酸盐难以实现pH4 以下杀菌所能达到上述要求，而葡萄糖酸钠能符合上述要求又不影响饮料呈味性，因此葡萄糖酸钠是最优良的食品加工 pH 缓冲剂。

2 呈味改善剂

葡萄糖酸钠本身呈味性良，有掩盖苦昧、臭味功能，如在掩盖鱼臭、镁离子的苦味等方面，均优予其它有机酸盐。

3 掩盖大豆蛋白臭

大豆蛋白营养价值高，应用于畜肉加工品、鱼肉、鱼糜、冷冻食品等各种食品中，但有固有的大豆蛋白臭，因而使用量有局限性。在香肠制造中，加入 5％左右的葡萄糖酸钠，有明显降低大豆蛋白臭的效果。葡萄糖酸钠还有掩盖豆乳、汉堡包等使用大豆蛋白食品特有的大豆蛋自臭味。

4 改善高甜度甜味料的呈味性

低热量高甜度甜味剂有益健康，但在呈味性上一般难与砂糖的味质完美相比，经美国、日本试验，葡萄糖酸钠有明显改善高甜度甜味剂天冬甜精、甜菊苷、糖精的味质，天冬甜精与葡萄糖酸钠并用能达到砂糖一样的甜味质。

5 代替食盐用于食品加工

在食品加王中食盐不仅赋予食品咸味，还有抑菌等效果，使用时往往量加大。制酱时，盐还有防止杂菌使麦曲正常发酵作用，但不能加盐太多。当今时兴低盐酱，采用在发酵过程中缓缓添加乙醇控制发酵，但工序繁琐。曰本中央味噌研究所研究使用葡萄糖酸钠代替食盐进行味噌发酵，能使发酵正常，又能达到制减盐或无盐(无 NaCl)味噌。在制面包时形成生面团需要食盐，用葡萄糖酸钠可代替10%食盐可制得减盐面包或无盐面包。葡萄糖酸钠还可代替食盐用于食品加工中改良特性，调整发酵，赋于食品保存性、脱水作用等各种功能。葡萄糖酸钠中钠仅占分子量的 1.5%(食盐中钠占分子量的 39.3%)，相同量的葡萄糖酸钠和食盐， 前者钠量仅为后者的 1/4，因此，用葡萄糖酸钠完全可代替食盐加工低盐甚至无盐食品。

6 葡萄糖酸钠在其他方面的应用

葡萄糖酸钠已广泛应用于医药、化工以及建筑等行业，根据具体用途的不同可主要分为以下几类：

①用于医药方面，钠对维持细胞外渗透压和容量，调节酸碱平衡，发挥神经肌肉的正常功能具有重要的作用，可有效防止低钠综合症的发生。

②因具有优异的缓蚀阻垢作用，被广泛应用于水质稳定剂。具有明显的协调效应， 适用于钼、硅、磷、钨、亚硝酸盐等各种配方；缓蚀率随温度升高而增加：阻垢能力强，对钙、镁、铁盐具有很强的络合能力：作为循环、冷却水缓蚀阻垢剂效果显著。

③用作钢铁表面清洗剂：钢铁表面如需要镀铂、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时，其钢坯表面均需经过严格清洗，使镀层物与钢铁表面牢固结合，清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到十分理想的效果。

④作玻璃瓶专用清洗剂：用葡萄糖酸钠为主要配方的玻璃瓶专业清洗剂可改善去垢力不强，易堵塞洗瓶机的喷嘴及管路，对瓶贴及瓶颈铁锈去垢力不理想，洗后微量残留物对食用安全性不理想(如磷酸盐残留)等问题。

⑤在建筑业中作为减水剂、缓凝剂：水泥中添加一定数量的葡萄糖酸钠后，可增加混凝土的可塑性和强度，且有阻滞作用，即推迟混凝土的最初与最终凝固时间。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。

2 生产方法及工艺技术简述

采用深层发酵法制取葡萄糖酸钠，主要工序包括制糖、发酵和提取三部分。

a、制糖工序 以玉米淀粉乳为原料，调 pH 值，喷射液化，经双酶糖化完全水解成葡萄糖。

b、发酵工序 糖化液经过脱色压滤后，送入配料罐，按照工艺配方，将需要的各种辅料加入配料罐内，通过连消器连续灭菌、降温后进入发酵罐，接入菌种同时通入无菌空气，进行发酵得到葡萄糖酸钠。

c、提取工序 发酵液经过脱色过滤，把菌丝体从发酵液中分离出来，将过滤清液真空浓缩至过饱和程度，冷却结晶，再经溶晶脱色、离交、重结晶纯化、烘干等工艺流程，得到合格产品。