本发明专利技术所公开的是一种采用发酵法制备富马酸发酵液及富马酸发酵分离提取纯品富马酸的方法，以葡萄糖为原料，以米根霉菌株为出发菌株，以其发酵培养采用分时段间歇通入空气流量为主要特征；而其富马酸发酵液的分离提纯，以富马酸发酵液加钠盐加热搅拌→抽滤→加酸沉淀→抽滤→热水浸泡、冷却沉淀→清水浸泡→烘干→得纯品富马酸的工艺流程为主要特征，具有工艺易控，装备简单，收得率高，产品纯度高，制备成本低，环保无污染等特点。为制备纯品富马酸提供了一条科学合理的新途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于生物化工
技术介绍
富马酸是一种重要的基本化工原料和精细化工产品，广泛用于涂料、树脂、医药、 增塑剂等领域。工业上可用于生产不饱和树脂和醇酸树脂，以及用作生产电泳漆的原料。 食品级富马酸是口味纯正的酸味剂，用作饮料、酒类、糕点以及腌菜等的酸味剂，并起着食品防腐剂、抗氧化剂和PH调节剂的作用。饲料级富马酸及其酸类能提高饲料中有机物质的吸收率和生物学利用率，减少机体能量消耗，具有促进增重等作用。同时，以富马酸为原料可以进一步合成多种高价值衍生物。近代已开发出一系列的富马酸酯类防霉防蛀剂，其代表性产品富马酸二甲酯为国外八十年代开发的一类低毒、高效、价廉、广谱的新型防霉防腐剂。以富马酸作为原料，可以进一步合成多种药品，诸如富马酸亚铁已广泛应用于医学上治疗人体的小红血球贫血病。另外，富马酸作为一种重要的四碳平台化合物，还可以通过酶催化转化、酯化、加氢等工艺生产L-天冬氨酸、苹果酸、琥珀酸、马来酸等四碳化合物。随着科技的发展，富马酸的应用领域和应用范围，将会得到进一步的全面拓宽，社会对于富马酸的需求量将会与日俱增。为此，高质量、低成本制备富马酸，已成为业内的重点追求。采用微生物发酵法生产富马酸，是目前业内所注重的一种方法。Tsao教授等报道了利用米根霉菌株发酵生产富马酸技术(Appl Environ Microbiol，1996，62 2926^2931.)，并设计了一种旋转膜生物接触器偶联吸附柱的装置，从发酵液中分离富马酸的方法；中国专利CN101225412公开了利用木质纤维素资源生产富马酸的报道，在降低原料成本的基础上拓宽了生物质资源制备富马酸的原料来源。但由于已有技术的原料路线所造成的制备工艺复杂，制备成本高等不足，而严重制约了富马酸工业化生产。已有技术制备富马酸终端纯品富马酸，是以富马酸和富马酸钙为主的富马酸发酵液为原料。通过分离提取纯品富马酸。目前已有多种分离提取方法，诸如中国专利 CN101235394A公开了一种反应分离耦合技术，从发酵液中移出富马酸的方法，反应器中的发酵液经中空纤维膜过滤，纳滤浓缩和离子交换吸附过程可将发酵液中一部分富马酸及时移出，从而降低了产物抑制效应以及富马酸积累引起的低PH抑制菌体生理活性等问题。中国专利CN101492366A公开了在添加碳酸钠作为中和剂得到富马酸钠的条件下分离提取富马酸的方法，通过微滤、超滤、蒸发浓缩、酸化、离心洗涤过程可获得高纯度富马酸产品。同样由于分离提取工艺复杂，提纯成本高等不足，而严重制约了富马酸发酵液分离提取纯品富马酸的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种工艺相对简单，成本相对较低的，为富马酸工业化生产和社会对富马酸需求量的日益增长提供技术支持。实现本专利技术第一个目的的技术方案是，提供以葡萄糖为料，通过米根霉菌株发酵制备富马酸发酵液的方法，即一种采用发酵法制备富马酸发酵液的方法，以葡萄糖为原料，以米根霉菌株ahizopus Oryzae ClCC 40506)为出发菌株，依次按照种子培养和发酵二个步骤进行，制备以富马酸为主的富马酸发酵液；所述发酵步骤，是将种子培养步骤所制备的种子液，与含有葡萄糖的发酵培养基，按一定的体积比接种于已灭菌的装有发酵培养基的发酵罐内实施发酵，而其a、按发酵罐体积的阳 75%将发酵培养基加入发酵罐内，按发酵培养基体积的5 15%接种由种子培养步骤制备的种子液，发酵温度为3(T40°C，搅拌转速为15(T300RRii。b、通入空气策略为前24h维持通气量为1.0 1.2^111，24 3611维持通气量为 0. 5 0. 6vvm, 36 48h维持通气量为0 vvm, 48 60h维持通气量0. 5 0. 6 vvm, 60 72h维持通气量为1. (Tl. 2 vvm, 72h后继续维持通气量1. (Tl. 2 vvm,并流加无菌葡萄糖溶液，维持发酵罐中葡萄糖浓度2(T30g/L，直至100 10证发酵结束，即获得所述富马酸发酵液。由以上所给出的第一个技术方案可以明了，本专利技术的种子培养，与已有技术基本相同，但其发酵培养，由于采取了分时段间歇改变通入空气流量的方式，而有效提高了糖酸 (葡萄糖/富马酸)转换率。且所述工艺流程较短，葡萄糖原料广泛，工艺装备简单，工艺操作方便，从而实现了本专利技术的目的。在上述第一个主旨技术方案中，本专利技术还主张，所述发酵培养基的组分及各组分单位体积的重量含量是葡萄糖4(T120 g/L，磷酸二氢钾0.6 1.0 g/L，尿素0. Γθ. 3 g/L， 硫酸镁0.5 0.6 g/L，硫酸锌0.广0. 15 g/L，硫酸亚铁0.0088 0.01 g/L，碳酸钙40 50 g/ L ；通过一定浓度的酸或碱的加入，令发酵培养基的PH值维持在2. 75^3. 25范围内。但不局限于此。所述用来调节PH值的酸或碱，可以是硫酸或碳酸钠。在上述第一个主旨技术方案中，本专利技术还主张，所述种子培养步骤的种子培养基的组分及各组分单位体积的重量含量是葡萄糖1(T30 g/L，磷酸二氢钾0.6 1.0 g/L，硫酸铵广3 g/L，硫酸镁0.5 0.6 g/L，硫酸锌0.广0. 15 g/L，硫酸亚铁0. 0088 0. 01 g/L ；在对所述种子培养基灭菌完毕后，用无菌稀硫酸调节其PH值维持在2. 5^3. 5范围内。但不局限于此。以上所述发酵培养基和种子培养基其中的多种工艺条件添加剂的金属盐的含量， 都应当从严控制，而其葡萄糖的含量，在通常情况下，可以从宽控制，以保证米根霉菌在繁殖、发育和生长过程中充足的食量，而且在其整个发酵过程中，还要严格控制葡萄糖浓度不要低于20 g/L。实现本专利技术第二个目的的技术方案是，提供以如前所述富马酸发酵液为原料，分离提取纯品富马酸的方法，即一种如前述第一个技术方案所提供的所述富马酸发酵液分离提取纯品富马酸的方法， 而其步骤依次按照如下程序进行a、将所述富马酸发酵液加热至6(T90°C，缓缓加入固体钠盐，钠盐的加入量为所述发酵液中富马酸总质量的0. 8 1. 2倍，搅拌3(T60min ；b、将步骤a的料液进行抽滤或压榨，除去细胞菌体以及包括过剩固体碳酸钙在内的其它固体杂质，得到澄清滤液；C、在步骤b的澄清滤液中加入较高浓度强酸，调节澄清滤液的PH至1. (Γ2. 0之间，得到含有一定量沉淀颗粒的酸化液；d、将步骤c的酸化液进行抽滤或压榨，收集主要成分为富马酸以及一定量的不溶性钙盐以及杂蛋白的固体沉淀，而所述滤液可循环用于步骤a ；e、将步骤d所得的固体物料用热水浸泡洗涤，并加热至7(T80°C，搅拌l(T30min，抽滤得到澄清滤液，所得滤液室温冷却Mh，至大量沉淀固体析出，固体为富马酸产品；f、将步骤e富马酸产品用清水浸泡洗涤，浸泡用水量为固体富马酸质量的5 10%。g、将步骤f浸泡洗涤后的富马酸固体通过流化床在6(T80°C温度下烘干，得到富马酸纯品。由以上所给出的所述提纯富马酸的方法可以明了，本专利技术所采用的是富马酸发酵液一加钠盐一加热搅拌一抽滤一加酸沉淀一抽滤一热水浸泡、冷却沉淀一清水浸泡 —烘干一得固体纯品富马酸的工艺路线。不但所述工艺路线简单易控；加热温度不高 (彡100°C)，能源消耗少，环境无污染；而且所得纯品富马酸含本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种采用发酵法制备富马酸发酵液的方法，以葡萄糖为原料，以米根霉菌株（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ Ｏｒｙｚａｅ ＣｌＣＣ ４０５０６）为出发菌株，依次按照种子培养和发酵二个步骤进行，制备以富马酸为主的富马酸发酵液；所述发酵步骤，是将种子培养步骤所制备的种子液，与含有葡萄糖的发酵培养基，按一定的体积比接种于已灭菌的装有发酵培养基的发酵罐内实施发酵，其特征在于：ａ、按发酵罐体积的５５～７５％将发酵培养基加入发酵罐内，按发酵培养基体积的５～１５％接种由种子培养步骤制备的种子液，发酵温度为３０～４０℃，搅拌转速为１５０～３００ＲＰｍ；ｂ、通入空气策略为：前２４ｈ维持通气量为１．０～１．２ｖｖｍ，２４～３６ｈ维持通气量为０．５～０．６ｖｖｍ，３６～４８ｈ维持通气量为０ ｖｖｍ，４８～６０ｈ维持通气量０．５～０．６ ｖｖｍ，６０～７２ｈ维持通气量为１．０～１．２ ｖｖｍ，７２ｈ后继续维持通气量１．０～１．２ ｖｖｍ，并流加无菌葡萄糖溶液，维持发酵罐中葡萄糖浓度２０～３０ｇ／Ｌ，直至１００～１０５ｈ发酵结束，即获得所述富马酸发酵液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建国，万屹东，王伟，尤吉，陆瑾连，芮新生，
申请(专利权)人：常茂生物化学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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