[发明专利]一种曲酸发酵工艺及发酵设备

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，涉及一种曲酸发酵生产技术，具体是一种通过控制发酵液浓度和产物浓度，来提高产物水平、提高设备利用率和降低能耗的曲酸发酵工艺机发酵设备。

背景技术

曲酸又名曲菌酸、麴酸，是一种黑色素专属性抑制剂，它进入皮肤细胞后能够与细胞中的铜离子络合，改变酪氨酸酶的立体结构，阻止酪氨酸酶的活化，从而抑制黑色素的形成。它不作用于细胞中的其它生物酶，对细胞没有毒害作用，同时它还能进入细胞间质中，组成胞间胶质，起到保水和增加皮肤弹性的作用。曲酸还具有清除自由基、增强细胞活力、食品保鲜护色等作用，被广泛地应用于医药和食品领域。如可做生产食品增香剂麦芽酚和乙基麦芽酚的原料；用于生产头孢类抗生素的中间体；用作对人畜无毒、无公害的杀虫剂用于农药；用作叶面肥施于农作物；用作铁分析试剂、胶片去斑剂等。目前最热门与最有前景的用途是在化妆品与食品两方面。

曲酸是在有碳源、氮源情况下经发酵而取得的产物，而发酵行业是一个高能耗行业，如何有效提高单罐水平和产出，是行业中研究的方向。在目前已有报道的曲酸生产技术中，如在名称为“曲酸生产工艺”，专利号为“CN01135102.0”，公开号为“CN1417341”的专利文件中公开了一种曲酸生产技术，其将淀粉直接投入发酵罐液化和糖化，糖液经消毒后接种发酵培养曲酸，曲酸清液的多次浓缩结晶产物经过溶解、脱色后，降温结晶提纯得到成品的曲酸晶体。该生产技术中的发酵产酸酸度＞6％，是目前曲酸发酵正常的一个产酸值。但到目前为止，由于缺乏有效的工艺手段，在工业化规模生产中，曲酸产物酸度只能在6％左右，始终没有出现能够将曲酸产物酸度大幅度提高的发酵工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种通过控制发酵液浓度和产物浓度，来提高产物水平、提高设备利用率和降低能耗的曲酸发酵工艺及发酵设备。

按照本发明提供的技术方案：一种曲酸发酵工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)、以葡萄糖为碳源配制发酵补料，经灭菌并冷却至生产菌的适宜生长温度范围后备用；

(2)、以葡萄糖为碳源配制发酵基础料，经灭菌并冷却至生产菌的适宜生长温度范围后，接入生产菌，进行曲酸发酵；

(3)当发酵液中的残糖浓度降至30～40g/L时，开始补入发酵补料，在整个发酵过程中，使发酵液中的残糖浓度控制在30～60g/L，直至补料结束，以满足生产菌生长、代谢的需要；

(4)当发酵液中的曲酸酸度在30～40g/L时，开始进行曲酸分离，直至发酵结束。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述生产菌采用米曲霉(Aspergillus oryzae)ACCC 30163；上述的米曲霉在《食品工业科技》24(4)：17～19，2003、《中国酿造》(6)：42～44，2006等刊物公开。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述发酵基础料的配方组成为：葡萄糖50～60g/L，酵母浸膏7.5～9g/L，硫酸镁0.5g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，消泡剂0.2g/L，用磷酸调pH3.0～3.2。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述发酵补料的配方组成为：葡萄糖350～370g/L，硫酸镁0.5g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，消泡剂0.2g/L，用磷酸调pH3.0～3.2。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述发酵基础料和发酵补料均是采用高压蒸汽灭菌，然后冷却至29～31℃。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述生产菌的接种量为发酵基础料体积的3～7％。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述发酵基础料的初始加入量是发酵罐体积容量的50～60％。

作为所述发酵工艺的进一步改进，所述步骤(3)中，发酵补料是采用计算机控制连续定量补入，开始补入发酵补料的时间是在发酵24～36h；所述步骤(4)中，开始进行曲酸分离的时间是在发酵48～60h。

一种曲酸发酵设备，包括发酵罐，发酵罐用于盛装发酵基础料，发酵罐内设有搅拌器和恒温加热管，其特征在于：所述发酵设备还包括补料罐和分离装置，所述补料罐用于盛装发酵补液，补料罐与发酵罐上的补料口相连；所述分离装置用于在发酵过程中分离曲酸，分离装置包括冷却器、锥形体和收集器，冷却器的进液口经出液阀与发酵罐的分离出液口相连，冷却器的出液口与锥形体上端的小口相连，锥形体下端的大口连接收集器，收集器侧壁上部设有出液口，收集器的出液口经回液阀与发酵罐的分离回液口相连。