一种发酵源丙酸钙的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵源丙酸钙的制备方法，属于生物食品防腐剂技术领域。该方法包括：1）以乳酸链球菌素发酵废液为培养基，灭菌后，接入丙酸菌在30℃、厌氧的条件进行二次发酵,通过氢氧化钠维持PH 6.0~7.5，并获得含有丙酸盐的发酵液；2）对发酵液进行固液分离，收集液相；3）收集的液相经过浓缩3‑8倍后，在搅拌的状态下缓慢加入酸，将其pH调节至2~3.5；4）将酸化液在减压条件下蒸馏回收丙酸；5）在收集的丙酸中缓慢加入氢氧化钙，将PH调回至6.0~8.0，并将物料进行喷雾干燥，得到丙酸钙产品。该工艺利用废液进行资源再生利用，通过蒸馏、钙化等方式得到纯度较高的丙酸钙产品，生产效率高且绿色节能。

【技术实现步骤摘要】
一种发酵源丙酸钙的制备方法
本专利技术属于生物食品防腐剂
，具体涉及一种发酵源丙酸钙的制备方法。
技术介绍
丙酸钙在酸性条件下产生的游离丙酸对细菌、霉菌、酵母菌等维生素具有广泛的抗菌作用，但对人畜无害，无毒副作用。因此，丙酸钙在食品、饲料、酿造等方面是一种良好的防腐保鲜剂，市场应用广泛。中国作为饲料的生产大国，对丙酸及其盐需求量巨大，并呈现逐年递增的趋势。目前，丙酸钙的主要制备工艺还是以丙酸和钙源化学合成为主，该工艺虽然纯度较高，但生产能耗较高，且易污染环境。以生物发酵法制备丙酸钙的制备工艺已有报道，但现今发酵法生产丙酸的技术仍有一些不足，如有相关文献提及一种外置式植物纤维床反应器与膜分离连用，实现丙酸半连续发酵的方法。其生产过程中需填充氮气，控制成本高；固定化材质甘蔗渣难以稳定重复利用；膜分离效率较低；需要外源添加发酵培养基，以葡萄糖作为碳源，导致成本增加。如CA112176005A，该方法通过葡萄糖或氢氧化钠控制不同时间pH来产生丙酸及盐，该方法发酵产品中会含有大量的丙酸钠，无法得到纯度较高的丙酸钙，且发酵周期较长,能耗较高。另外多数发酵法制备丙酸钙采取的方式为：在发酵过程中直接加入钙源。如专利CN103014077，在发酵40~60h时，流加钙源，最后用溶剂进行析晶和洗涤以获得丙酸钙。该方法中廉价的碳酸钙一般在水溶液中的溶解度有限，发酵过程对设备要求较高，在后处理时采用易制爆溶剂，产业化操作繁琐，成本相对较高。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术设计的目的在于提供一种发酵源丙酸钙的制备方法。该方法采用了乳酸链球菌素生产废液进行再次发酵生产丙酸，是一种废弃资源的再生利用，绿色节能。发酵结束后通过对发酵液进行酸化和蒸馏以得到纯度较高的丙酸，再通过钙化，将丙酸转化成丙酸钙，这样解决了产品因夹带丙酸钠而纯度不高的问题。其次，后处理过程简单，对设备要求较低，也不涉及有机溶剂，所获得产品纯度高，色泽白亮，大大提高了产品质量，降低了生产成本。本专利技术通过以下技术方案加以实现：所述的一种发酵源丙酸钙的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）以乳酸链球菌素发酵废液为培养基，经过121℃灭菌30min后，接入丙酸菌于30℃、厌氧条件下进行再次发酵，添加氢氧化钠维持PH6.0~7.5，制得含有丙酸盐的发酵液；2）将步骤1）制得的发酵液进行固液分离，收集液相；3）将步骤2）收集的液相浓缩3-8倍后，在搅拌的状态下缓慢加入酸，将其pH调节至2~3.5，得酸化液；4）将酸化液在减压-0.075~-0.095Mpa的条件下蒸馏回收丙酸；5）往步骤4）回收的丙酸中缓慢加入氢氧化钙，将PH调回至6.0~8.0，将物料进行喷雾干燥，得到丙酸钙产品。进一步地，步骤1）中丙酸菌的接种量为5%~30%，所述丙酸菌为产酸丙酸杆菌、费氏丙酸杆菌中的任一种。进一步地，步骤1）中乳酸链球菌素发酵废液为含2%~5%乳酸的过滤废液。进一步地，步骤1）再次发酵结束时间为乳酸链球菌素发酵废液中的乳酸消耗完。进一步地，步骤2）中固液分离方法采用板框压滤、陶瓷膜过滤，中空纤维膜过滤中的任一种。进一步地，步骤3）中添加的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的任一种。进一步地，步骤4）中减压浓缩温度为60~100℃。本专利技术方法通过采用乳酸链球菌发酵废液作为培养基，实现资源再利用。该方法通过将乳酸链球菌素生产废液进行再次发酵，利用其中剩余的培养基成分培养菌体，将乳酸转化成丙酸，是一种废弃资源的再生利用，绿色环保节能。发酵结束后通过对发酵液进行酸化和蒸馏以得到纯度较高的丙酸，再通过钙化步骤，获得纯度高、色泽白亮的丙酸钙产品，大大提高了产品质量及外观，提高了生产效率，降低了生产成本。附图说明图1为丙酸钙制备工艺流程图。具体实施方式以下结合说明书附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，以便更地理解本技术方案。本专利技术一种发酵源丙酸钙的制备方法，包括以下步骤：1）以乳酸链球菌素发酵废液为培养基，经过121℃灭菌30min后，接入丙酸菌于30℃、厌氧条件下进行再次发酵至乳酸消耗完，添加氢氧化钠维持PH6.0~7.5，制得含有丙酸盐的发酵液，其中丙酸菌的接种量为5%~30%，丙酸菌选用产酸丙酸杆菌、费氏丙酸杆菌中的任一种，乳酸链球菌素发酵废液为含2%~5%乳酸的过滤废液；2）将步骤1）制得的发酵液采用板框压滤、陶瓷膜过滤或者中空纤维膜过滤进行固液分离，收集液相；3）将步骤2）收集的液相浓缩3-8倍后，在搅拌的状态下缓慢加入盐酸、硫酸或硝酸中的任一种调节pH至2~3.5，得酸化液；4）将酸化液在减压-0.075~-0.095Mpa、温度60~100℃的条件下蒸馏回收丙酸；5）往步骤4）回收的丙酸中缓慢加入氢氧化钙，将PH调回至6.0~8.0，将物料进行喷雾干燥，得到丙酸钙产品。实施例1取乳酸链球菌素菌液分离后的废液为培养基，并测得其中的乳酸为40g/L，经过121℃灭菌30min后，接入20%的费氏丙酸杆菌种子液，在30℃条件下进行厌氧发酵,通过30%的氢氧化钠维持PH6.8~7.2，过程中取样分析乳酸含量，直至乳酸耗完，发酵结束。将含有丙酸盐的发酵液结果陶瓷膜过滤，去除菌丝体，收得含有25g/L的丙酸钠清液。收集的液相1000ml于70℃减压浓缩5倍后，在搅拌的状态下缓慢加入50%（v:v）硫酸30ml，将其pH调节至3.07;将酸化液在70℃减压-0.09Mpa条件下蒸馏回收丙酸203ml;在搅拌状态下缓慢加入氢氧化钙15g，将PH调回至7.0后进行喷雾干燥，得到白色粉状丙酸钙产品，含量62.5%，后处理收率83%。实施例2取乳酸链球菌素菌液分离后的废液为培养基,并测得其中的乳酸为40g/L，经过121℃灭菌30min后，接入30%的费氏丙酸杆菌种子液，，在30℃条件下进行厌氧发酵,通过30%的氢氧化钠维持PH6.8~7.2，过程中取样分析乳酸含量，直至乳酸耗完，发酵结束。将含有丙酸盐的发酵液结果陶瓷膜过滤，去除菌丝体，收得含有25g/L的丙酸钠清液。收集的液相1000ml于70℃减压浓缩5倍后，在搅拌的状态下缓慢加入浓盐酸51ml，将其pH调节至3.11;将酸化液在70℃减压-0.09Mpa条件下蒸馏回收丙酸230ml;在搅拌状态下缓慢加入氢氧化钙15.6g，将PH调回至7.05后进行喷雾干燥，得到白色粉状丙酸钙产品，含量68.68%，后处理收率87.62%。实施例3取乳酸链球菌素菌液分离后的废液为培养基,并测得其中的乳酸为41.5g/L，经过121℃灭菌30min后，接入30%的产酸丙酸杆菌种子液，在30℃条件下进行厌氧发酵,通过30%的氢氧化钠维持PH6.8~7.2，过程中取样分析乳酸含量，直至乳酸耗完，发酵结束。将含有丙酸盐的发酵液结果陶瓷膜过滤，去除菌丝体，收得含有27.8g/L的丙酸钠清液。收集液相1000ml于70℃减压浓缩5倍后，在搅拌的状态下缓慢加入浓盐酸48m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵源丙酸钙的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n1）以乳酸链球菌素发酵废液为培养基，经过121℃灭菌30min后，接入丙酸菌于30℃、厌氧条件下进行再次发酵，添加氢氧化钠维持PH 6.0~7.5，制得含有丙酸盐的发酵液；/n2）将步骤1）制得的发酵液进行固液分离，收集液相；/n3）将步骤2）收集的液相浓缩3-8倍后，在搅拌的状态下缓慢加入酸，将其pH调节至2~3.5，得酸化液；/n4）将酸化液在减压-0.075~-0.095Mpa 的条件下蒸馏回收丙酸；/n5）往步骤4）回收的丙酸中缓慢加入氢氧化钙，将PH调回至6.0~8.0，将物料进行喷雾干燥，得到丙酸钙产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种发酵源丙酸钙的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）以乳酸链球菌素发酵废液为培养基，经过121℃灭菌30min后，接入丙酸菌于30℃、厌氧条件下进行再次发酵，添加氢氧化钠维持PH6.0~7.5，制得含有丙酸盐的发酵液；
2）将步骤1）制得的发酵液进行固液分离，收集液相；
3）将步骤2）收集的液相浓缩3-8倍后，在搅拌的状态下缓慢加入酸，将其pH调节至2~3.5，得酸化液；
4）将酸化液在减压-0.075~-0.095Mpa的条件下蒸馏回收丙酸；
5）往步骤4）回收的丙酸中缓慢加入氢氧化钙，将PH调回至6.0~8.0，将物料进行喷雾干燥，得到丙酸钙产品。


2.如权利要求1所述的一种发酵源丙酸钙的制备方法，其特征在于步骤1）中丙酸菌的接种量为5%~30%，所述丙酸菌为产酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉华，黄亦存，钱文乐，
申请(专利权)人：浙江圣达生物研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33