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白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，幾乎無臭，味先甜后酸。易溶于水（60g/ml），稍溶于乙醇（1g/100ml）,幾乎不溶于乙醚。在水中水解為葡萄糖酸及其-δ-內(nèi)酯和-r-內(nèi)酯的平衡混合物。1％的水溶液PH值等于3.5，2H后變?yōu)镻H值等于2.5。約153℃分解。

我國人口中缺鋅現(xiàn)象比較嚴重，特別是兒童。缺鋅對身體和智力發(fā)育影響很大，補鋅越來越受到重視。目前市場補鋅藥物比較緊俏，年銷量約200-500萬瓶片劑（100片/瓶）。市場前景可觀。

葡萄糖酸在化工、食品、醫(yī)藥、輕工和建筑等行業(yè)具有非常廣泛的用途，目前全球?qū)ζ咸?糖酸的年需求量已超過50萬噸。微生物發(fā)酵法是葡萄糖酸的主要生產(chǎn)方法，但淀粉質(zhì)和糖質(zhì)發(fā) 酵底物的昂貴價格和管控趨嚴的糧食深加工行政許可，使葡萄糖酸產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展所面臨的首要 問題。利用豐富的、可再生的農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)葡萄糖酸，是木質(zhì)纖維素生物煉制的重要發(fā)展方 向。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施將對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代具有重大的提升作用，并 大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴重阻礙了本技術(shù)的產(chǎn) 業(yè)化進程。目前，秸稈葡萄糖酸的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過程的高能耗、大量廢水排放、產(chǎn)物濃 度低等環(huán)節(jié)上。 本項目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)葡萄糖酸成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的干法生物煉制技 術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工序。其 中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實現(xiàn)了過程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；固態(tài)生物脫毒則采用生物降解法脫除預(yù)處理 原料中所含的各種有毒物質(zhì)，實現(xiàn)過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發(fā)酵技術(shù)則通過 自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固含量達40%以上秸稈進行葡萄糖酸發(fā)酵，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相 比，電耗降低80%以上。通過該成套技術(shù)可以得到不低于10% (v/v) 濃度葡萄糖酸的發(fā)酵液， 纖維素轉(zhuǎn)化率達75%以上。本技術(shù)的實施將會大大降低纖維素葡萄糖酸的生產(chǎn)成本，為纖維素 葡萄糖酸的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。 

成果簡介： 為解決葡萄糖酸及其復(fù)合鹽生產(chǎn)過程中的酸堿污染及催化劑成本高的難題，引入固定化葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶一步催化技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)物的連續(xù)化生產(chǎn)，綠色環(huán)保并大幅度降低了成本。在此過程中，調(diào)控了固定化介質(zhì)的表面性質(zhì)，提高了固定化酶的活性和穩(wěn)定性；改變了固定化酶的pH耐受性，可在不加酸堿中和低pH下催化反應(yīng)，大幅度降低了廢水處理的難度。

葡萄糖酸和山梨醇都是用途非常廣泛的化工原料。目前山梨醇的生產(chǎn)主要是通過化學(xué)催化 加氫裂解葡萄糖得到的，這是一種高能耗、高分離成本且高污染的生產(chǎn)工藝。生物法生產(chǎn)山梨 醇主要利用運動發(fā)酵單孢菌周質(zhì)空間內(nèi)的葡萄糖果糖氧化酶催化氧化還原果糖和葡萄糖得到， 反應(yīng)過程簡單，條件溫和且環(huán)境友好。但生物法的底物葡萄糖和果糖相對于產(chǎn)物來講是價格不 菲的。因此，分別利用價格低廉的菊芋生物質(zhì)原料替代果糖和木薯淀粉質(zhì)生物質(zhì)代替葡萄糖來 生產(chǎn)山梨醇和葡萄糖酸可以大大提高該生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性。 本項目的菊芋生物質(zhì)生產(chǎn)葡萄糖酸和山梨醇技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的利用固定化運 動發(fā)酵單胞菌同時催化菊芋果糖和木薯葡萄糖生產(chǎn)高濃度山梨醇和葡萄糖酸的技術(shù)。該技術(shù)主 要包括高濃度菊芋果糖和木薯葡萄糖混合水解液的生產(chǎn)、重組運動發(fā)酵單胞菌的細胞固定化和 利用運動發(fā)酵單孢菌催化果糖和葡萄糖生產(chǎn)高濃度山梨醇和葡萄糖酸等主要工序。其中，高濃 度菊芋果糖和木薯葡萄糖混合水解液的制備采用同一種糖化酶同時催化菊芋聚果糖的酶解和木 薯淀粉的酶解，避免了昂貴的多酶組分的添加，有效降低了催化底物-葡萄糖和果糖的生產(chǎn)成 本；運動發(fā)酵單胞菌的細胞固定化則實現(xiàn)了催化細胞的循環(huán)使用，降低了催化成本；利用運動 發(fā)酵單孢菌催化果糖和葡萄糖生產(chǎn)高濃度山梨醇和葡萄糖酸則可得到濃度達20%以上的山梨醇 溶液，大大降低了后續(xù)的分離成本，果糖和葡萄糖轉(zhuǎn)化率都在90%以上。

2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的一種有機酸，主 要用于食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及D-異抗壞血酸鈉的合成。本項目采用氧化葡萄糖酸桿菌 靜息細胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。轉(zhuǎn)化反應(yīng)體系中，底物葡萄糖濃度達到300g/l左右，2-KGA的產(chǎn) 率在95%以上，時空產(chǎn)率達到13.48g/l/h。國內(nèi)外報道的最高發(fā)酵生產(chǎn)水平是11.4g/l/h。 現(xiàn)有的2-KGA生產(chǎn)，主要通過熒光假單胞菌發(fā)酵葡萄糖或淀粉水解糖。工藝面臨的主要問 題是抗噬菌體菌株的篩選、連續(xù)發(fā)酵的周期長、菌體與CaSO4 的分離等。 本項目采用靜息細 胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。本項目和發(fā)酵法比較，具有轉(zhuǎn)化反應(yīng)簡單、易控制、時間短、后處理容 易等優(yōu)勢。

葡萄糖漿是一種以淀粉為原料在酶或酸的作用產(chǎn)生的一種淀粉糖漿，主要成份為葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、麥芽四糖及四糖以上等。 又稱為液體葡萄糖，葡麥糖漿。 用途：糖果行業(yè)，飲料行業(yè)，烘焙行業(yè)，即食行業(yè)，發(fā)酵行業(yè)。 葡萄糖漿口感溫和，甜度與黏度適中，更可防止糖果結(jié)晶與氧化；冰點低，應(yīng)用于飲料生產(chǎn)，可以提高產(chǎn)品風味；具發(fā)酵性和保濕性，用于烘焙行業(yè)，可使產(chǎn)品保持松軟可口及保持水分；作為甜味劑，用于果脯、蜜餞、果醬、果汁、罐頭及奶油類食品中，可延長產(chǎn)品保質(zhì)期，維持產(chǎn)品口味。

D-異抗壞血酸作為維生素 C 的光學(xué)異構(gòu)體，具有抗氧化作用強、氧化速度慢等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng)域。2-酮基-D-葡萄糖酸是 D-異抗壞血酸的前體。經(jīng)篩選獲得一株以(NH4)2SO4 為唯一氮源的高產(chǎn) 2-酮基-D-葡萄糖酸菌株，在 30L 發(fā)酵罐中，發(fā)酵時間 42 h；產(chǎn)量達到 265.8 g/L，糖酸轉(zhuǎn)化142率為 1.04 g/g。在 500 L 發(fā)酵罐中，發(fā)酵 48 h，產(chǎn)量達到 220 g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率 0.99 g/g。此生產(chǎn)菌株在發(fā)酵過程中無副產(chǎn)物生成，所得產(chǎn)品純度高。 

本項目通過過量表達氨基葡萄糖合成酶基因(glmS)、氨基葡萄糖乙酰化酶基 因(gna1)、敲除丙酮酸激酶基因(pykF)、甘露糖磷酸轉(zhuǎn)移系統(tǒng)編碼基因(manX)以及乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移系統(tǒng)編碼基因(nagE)，構(gòu)建了一株可高效合成 N-乙酰氨基葡萄糖的大腸桿菌。并在此基礎(chǔ)上通過分階段葡萄糖流加和溶氧控制等技 術(shù)，建立了一種重組大腸肝菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖的新工藝，并進行了發(fā)酵過程中試放大及產(chǎn)品提取與化研究，顯著提高了大腸肝菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖的產(chǎn) 量與生產(chǎn)強度，在 7-L 發(fā)酵罐上氨糖產(chǎn)量達到 120g/L，在 100-L 發(fā)酵罐上產(chǎn)量達到 90g/L。