一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法，本发明专利技术提供的方法可以准确测定发酵液中葡萄糖酸钠含量。方法学实验表明，本发明专利技术提供的方法线性范围宽，精密度、重复性、稳定性和准确度良好，葡萄糖等发酵液中其他成分对测定结果没有影响，且本发明专利技术提供的方法测定过程简单，是测定黑曲霉发酵过程中葡萄糖酸钠含量的快速、准确方法。此外，本发明专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测装置，采用本发明专利技术提供的检测装置可以准确测定发酵液中葡萄糖酸钠含量，3min内可以完成样品测定，且本发明专利技术提供的装置操作简便、结构简单、无需使用昂贵的部件，能够实现黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠过程的监测。

Method and device for detecting sodium gluconate content in fermentation broth

The invention provides a method for detecting the content of sodium gluconate in fermentation broth, and the method can accurately determine the content of sodium gluconate in fermentation broth. Methodological experiments show that the method provided by the invention has wide linear range, good precision, repeatability, stability and accuracy, and other components in fermentation broth such as glucose have no effect on the determination results. The method provided by the invention has simple determination process and is fast in determining sodium gluconate content in the fermentation process of Aspergillus niger. Accurate method. In addition, the invention provides a detection device for the content of sodium gluconate in fermentation broth. The detection device provided by the invention can accurately determine the content of sodium gluconate in fermentation broth. Sample determination can be completed within 3 minutes. The device provided by the invention has the advantages of simple operation, simple structure and no need of expensive components. It can monitor the production of sodium gluconate by Aspergillus niger.

【技术实现步骤摘要】
一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法和装置
本专利技术涉及化合物检测
，具体涉及一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法和装置。
技术介绍
葡萄糖酸钠(C6H11O7Na)是一种多羟基羧酸钠，其外观为白色或淡黄色结晶粉末。葡萄糖酸钠易溶于水，温和无毒，具有咸味，具有优良的螯合性能，因此被广泛的应用于食品、建筑、化工、医药等领域。在食品行业，葡萄糖酸钠是一种重要的食品添加剂，可以作为pH调节稳定剂、食用盐替代剂、呈味改善剂等。在建筑行业，葡萄糖酸钠被用作减水剂和缓凝剂，能够增强混凝土的强度并延长凝固时间。在化工行业，将葡萄糖酸钠添加到清洗剂中会达到十分理想的清洗效果，被应该于玻璃瓶及钢胚的清洗。在医药行业，葡萄糖酸钠可以作为水质稳定剂和低钠综合症药物。因此，葡萄糖酸钠的市场需求巨大。葡萄糖酸钠的生产方法主要有发酵法、电解法和催化氧化法。其中发酵法是一种有效的生产方法，主要采用黑曲霉作为生产菌种。在黑曲霉发酵过程中实时监测发酵液中葡萄糖酸钠浓度对于预测黑曲霉发酵过程和指导发酵过程工艺优化有着很重要的作用。因此，寻找有效的发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法对葡萄糖酸钠发酵产业会产生积极的促进作用。葡萄糖酸钠的检测方法有非水滴定法、乙酰丙酮显色法、羟胺-三氯化铁显色法、高效液相色谱法等。其中，乙酰丙酮显色法的测定结果误差较大，羟胺-三氯化铁显色法的测定步骤过于复杂，均不易实现发酵过程的实时监测。高效液相色谱法存在流动相对色谱柱影响较大，高效液相色谱仪较为昂贵等问题。非水滴定法测定结果准确，操作简便，不需要昂贵的仪器，是中华人民共和国轻工行业标准QB/T4484-2013中葡萄糖酸钠含量测定的标准方法。但是非水滴定法为冰醋酸反应体系，只能测定固体粉末中的葡萄糖酸钠含量，不能直接测定水溶液中葡萄糖酸钠的含量，因此不能应用于发酵生产过程中葡萄糖酸钠产量的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法和装置，采用本专利技术提供的方法可以准确测定发酵液中葡萄糖酸钠含量，且操作简单。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法，包括以下步骤：将发酵液与冰醋酸混合，得到待滴定样品溶液；以喹哪啶红-甲醇溶液为指示剂，采用高氯酸-冰醋酸溶液对所述待滴定样品溶液进行滴定，至指示剂指示反应终点时结束滴定，根据预定的回归方程及所需滴定体积，得到发酵液中葡萄糖酸钠的含量，所述回归方程为滴定体积和葡萄糖酸钠标准溶液中葡萄糖酸钠含量之间的回归方程，所述葡萄糖酸钠标准溶液为葡萄糖酸钠的水溶液。优选地，所述发酵液与冰醋酸的体积比为(0.001～1)：(5～15)。优选地，所述喹哪啶红-甲醇溶液的质量浓度为0.01～1％；所述喹哪啶红-甲醇溶液与所述发酵液的体积比为(0.01～0.3)：(0.001～1)。优选地，所述高氯酸-冰醋酸溶液中高氯酸的浓度为0.01～0.5mol/L。优选地，所述回归方程的获得方法，包括以下步骤：将葡萄糖酸钠与水混合，得到系列浓度的葡萄糖酸钠标准溶液；将所述葡萄糖酸钠标准溶液与冰醋酸混合，得到待滴定葡萄糖酸钠标准溶液；以喹哪啶红-甲醇溶液为指示剂，采用高氯酸-冰醋酸溶液对所述待滴定葡萄糖酸钠标准溶液进行滴定，至指示剂指示反应终点时结束滴定，记录滴定体积，以葡萄糖酸钠标准溶液中葡萄糖酸钠含量为横坐标，滴定体积为纵坐标，绘制葡萄糖酸钠含量的标准曲线，计算得到葡萄糖酸钠含量的回归方程。优选地，所述葡萄糖酸钠标准溶液的浓度为0～2.4mol/L。本专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测装置，包括控制-显示系统、光电检测系统、喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶，其中，所述控制-显示系统中设置有控制开关、对外的显示屏和控制系统，所述控制系统分别与所述显示屏、光电检测系统、喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶通信连接，所述控制系统对所述显示屏、光电检测系统、喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶的工作状态进行控制和调节；所述光电检测系统包括光源、光电检测装置和滴定池，所述滴定池分别与所述喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶连通，所述滴定池设置在所述光源和光电检测装置之间，所述光电检测装置用于检测滴定池中颜色的变化。优选地，所述滴定池与所述喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶之间分别设置有蠕动泵，所述控制系统与所述蠕动泵通信连接，所述控制系统通过对所述蠕动泵的工作状态进行控制和调节实现对所述喹哪啶红-甲醇溶液瓶、冰醋酸瓶和高氯酸-冰醋酸溶液瓶工作状态的控制和调节。优选地，所述检测装置还包括废液瓶和氢氧化钠溶液瓶，所述废液瓶分别与所述滴定池和氢氧化钠溶液瓶连通，所述控制系统分别与所述废液瓶和氢氧化钠溶液瓶通信连接，所述控制系统对所述废液瓶和氢氧化钠溶液瓶的工作状态进行控制和调节。优选地，所述废液瓶与所述滴定池之间、所述废液瓶和氢氧化钠溶液瓶之间设置有蠕动泵，所述控制系统与所述蠕动泵通信连接，所述控制系统通过对所述蠕动泵的工作状态进行控制和调节实现对所述滴定池和氢氧化钠溶液瓶工作状态的控制和调节。本专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法，本专利技术提供的检测方法具有以下有益效果：①本专利技术提供的方法能够直接对发酵液这一含水体系进行含水滴定，进而实现发酵液中葡萄糖酸钠含量的测定。②基于葡萄糖酸钠极易溶于水的特性，本专利技术提供的含水滴定法不仅避免了的葡萄糖酸钠难溶解于冰醋酸的操作困难，而且极大的拓宽了葡萄糖酸钠测定时的线性范围，为0～2.4mol/L(即0～523.5g/L，接近葡萄糖酸钠15℃时的饱和浓度529.1g/L，包括整个黑曲霉发酵过程发酵液中的葡萄糖酸钠浓度范围)，使葡萄糖酸钠的最高检测浓度较非水滴定法提高200倍以上(文献报道的非水滴定法的最大线性范围为0～1.8g/L)，较其他葡萄糖酸钠含量测定方法至少提高100～400倍。③黑曲霉发酵过程中发酵液作为待测样品，无需进行稀释，仅过滤或离心后即可直接进行测定，极大的提高了方法的简便性，避免了样品稀释导致的误差。④本专利技术提供的方法操作过程简单，不需要昂贵仪器设备，3min内可以完成样品测定。方法学实验表明，本专利技术提供的方法回收率可达99％以上，精密度、重复性和稳定性良好，葡萄糖等发酵液中其他成分对测定结果没有影响。因此，本专利技术提供的方法能够快速、准确测定发酵液中葡萄糖酸钠含量，利用本专利技术提供的方法可以实现对黑曲霉发酵过程中葡萄糖酸钠浓度的实时监测，进而指导和优化发酵过程。本专利技术提供了一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测装置，本专利技术提供的检测装置具有以下有益效果：①本专利技术提供的装置能够自动实现滴定过程，并根据光电流变化率自动判断滴定终点，避免了手工滴定及肉眼判定滴定终点的误差。②方法学实验表明，采用本专利技术提供的装置测定发酵液中葡萄糖酸钠含量的方法线性范围宽(0～2.4mol/L)，回收率可达99％以上，精密度、稳定性和准确度良好，3min内可以完成样品测定，且本专利技术提供的装置操作简便，结构简单，无需使用昂贵的部件。采用本专利技术提供的检测装置可以方便、快速、准确测定发酵液中葡萄糖酸钠含量，利用本专利技术提供的装置可以实现对黑曲霉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法，包括以下步骤：将发酵液与冰醋酸混合，得到待滴定样品溶液；以喹哪啶红‑甲醇溶液为指示剂，采用高氯酸‑冰醋酸溶液对所述待滴定样品溶液进行滴定，至指示剂指示反应终点时结束滴定，根据预定的回归方程及所需滴定体积，得到发酵液中葡萄糖酸钠的含量，所述回归方程为滴定体积和葡萄糖酸钠标准溶液中葡萄糖酸钠含量之间的回归方程，所述葡萄糖酸钠标准溶液为葡萄糖酸钠的水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检测方法，包括以下步骤：将发酵液与冰醋酸混合，得到待滴定样品溶液；以喹哪啶红-甲醇溶液为指示剂，采用高氯酸-冰醋酸溶液对所述待滴定样品溶液进行滴定，至指示剂指示反应终点时结束滴定，根据预定的回归方程及所需滴定体积，得到发酵液中葡萄糖酸钠的含量，所述回归方程为滴定体积和葡萄糖酸钠标准溶液中葡萄糖酸钠含量之间的回归方程，所述葡萄糖酸钠标准溶液为葡萄糖酸钠的水溶液。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述发酵液与冰醋酸的体积比为(0.001～1)：(5～15)。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述喹哪啶红-甲醇溶液的质量浓度为0.01～1％；所述喹哪啶红-甲醇溶液与所述发酵液的体积比为(0.01～0.3)：(0.001～1)。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述高氯酸-冰醋酸溶液中高氯酸的浓度为0.01～0.5mol/L。5.根据权利要求1～4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述回归方程的获得方法，包括以下步骤：将葡萄糖酸钠与水混合，得到系列浓度的葡萄糖酸钠标准溶液；将所述葡萄糖酸钠标准溶液与冰醋酸混合，得到待滴定葡萄糖酸钠标准溶液；以喹哪啶红-甲醇溶液为指示剂，采用高氯酸-冰醋酸溶液对所述待滴定葡萄糖酸钠标准溶液进行滴定，至指示剂指示反应终点时结束滴定，记录滴定体积，以葡萄糖酸钠标准溶液中葡萄糖酸钠含量为横坐标，滴定体积为纵坐标，绘制葡萄糖酸钠含量的标准曲线，计算得到葡萄糖酸钠含量的回归方程。6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述葡萄糖酸钠标准溶液的浓度为0～2.4mol/L。7.一种发酵液中葡萄糖酸钠含量的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岚，马耀宏，孟庆军，杨艳，杨俊慧，王丙莲，
申请(专利权)人：山东省科学院生物研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37