[发明专利]一种强化绳状青霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸的方法

说明书

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种强化绳状青霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸的方法；其方法包括以下步骤：S1、制备种子液；S2、发酵：按4～8％接种量将种子液接种至发酵培养基中，在温度35～40℃、转速200～250rpm条件下培养至菌浓度OD_600nm为2.0～2.5，然后补充80～120g/L的葡萄糖和0.05～0.5g/L的诱导剂，在温度10～20℃、转速300～350rpm条件下发酵培养72～96h，得到葡萄糖酸。本发明通过在发酵过程中添加能够引起氧化应激损伤的诱导剂，促进葡萄糖转化葡萄糖酸消耗氧自由基，以缓解氧化应激损伤，实现自我防御，同时削弱产物的负反馈作用，最终提高葡萄糖酸得率。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种强化绳状青霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸的方法。

背景技术

葡萄糖酸可由葡萄糖1位醛基氧化为羧基后制得，是无色至淡黄色浆状液体，易溶于水，微溶于酒精，通常使用的为含量50％的葡萄糖酸溶液。葡萄糖酸是化工、医药及食品等产品的重要中间体，可被用来生产葡萄糖酸的衍生物，也可直接作为一种产品，用在乳品工业上防止乳石沉淀，用在食品配方中作为酸味剂，也用来配制家用或工厂用清洗剂、织物加工和金属加工的助剂、皮革矾鞣剂、去藻剂、金属除锈剂、建筑工业上混凝土的塑化剂、生物降解的螯合剂及二次采油的防沉淀剂等。

目前葡萄糖酸的合成方法主要有葡萄糖的催化氧化法、双酶催化法和生物发酵法。催化氧化法在生产过程中存在着氧化时间长、副反应较多、且金属催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降以及金属催化剂稳定性低、易被氧气过度氧化而失活等问题；双酶催化法存在扩散限制，且酶的成本较高，酶在体外易失活等问题；生物发酵法条件温和、转化效率高、节能明显逐渐成为生产葡萄糖酸的主流方法。

葡萄糖酸及其盐在发酵生产时，主要利用黑曲霉菌进行发酵，如中国专利号CN201711192191.6公开了一种黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的方法，包括配制黑曲霉菌悬液；在以葡萄糖为原料的种子罐中加入营养盐一配制成种子液，接入黑曲霉菌悬液进行种子培养；在以葡萄糖为原料的种子罐中加入营养盐二配制成发酵液，接入种子液进行发酵，在发酵过程中对菌丝进行检测并调整通风量和转速，使黑曲霉菌丝长度控制在10～15pm的范围内，当发酵罐中的葡萄糖含量低于3g/L的时候结束发酵；发酵液经过过滤、脱色、结晶、分离、干燥等步骤，获得葡萄糖酸钠成品。但上述方法需要控制黑曲霉菌丝长度，同时存在多种培养条件的更换，增加了培养条件的控制难度。而且，在发酵过程面临受终产物强抑制，导致发酵效率低。目前已有报道青霉属真菌(葡萄糖氧化酶协作组.点青霉(Penicillium notatum)AS3.3871葡萄糖氧化酶的研究[J].微生物学通报(1):3-7.)高产葡萄糖氧化酶，但尚未有研究将其应用于生产葡萄糖酸；其次，其在应用当中同样存在终产物强抑制的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明目的在于提供一种强化绳状青霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸的方法，通过在发酵过程中添加能够引起氧化应激损伤的诱导剂，促进葡萄糖转化葡萄糖酸消耗氧自由基，以缓解氧化应激损伤，实现自我防御，同时削弱产物的负反馈作用，最终提高葡萄糖酸得率。

一种强化绳状青霉发酵葡萄糖生产葡萄糖酸的方法，包括以下步骤：

S1、制备种子液：挑取纯化的绳状青霉斜面菌至种子培养基中，培养一段时间后，离心去上清液，用无菌生理盐水重悬菌体，得种子液；

S2、发酵：按4～8％接种量将种子液接种至发酵培养基中，在温度35～40℃、转速200～250rpm条件下培养至菌浓度OD_600nm为2.0～2.5，然后补充80～120g/L的葡萄糖和0.05～0.5g/L的诱导剂，在温度10～20℃、转速300～350rpm条件下发酵培养72～96h，得到葡萄糖酸。

进一步的，所述诱导剂为甲萘醌。