專利名稱：一種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法。
背景技術(shù)：
檸檬酸是ー種廣泛應(yīng)用子食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的重要有機(jī)酸。目前國(guó)內(nèi)檸檬酸的生產(chǎn)供不應(yīng)求，而且均以玉米、瓜干、糖蜜為原料，產(chǎn)品成本較高。本文的研究以蘋果罐頭、果汁果茶生產(chǎn)的廢料為原料，黑曲霉固態(tài)發(fā)酵，生產(chǎn)檸檬酸，其エ藝筒単、設(shè)備投資少而且果渣經(jīng)發(fā)酵后不僅能提取檸檬酸，還可產(chǎn)生大量的果膠酶，可用子果膠酶的提取，ニ是由于菌體的繁殖，蛋白質(zhì)含量増加，可做飼料。 以薯干、玉米和糖蜜為原料，利用黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸，已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。但是以木薯為原料生產(chǎn)檸檬酸，由于受木薯粉的營(yíng)養(yǎng)成份限制，現(xiàn)有檸檬酸的生產(chǎn)菌種的產(chǎn)酸和糖酸轉(zhuǎn)化率均不夠理想，因此以木薯為原料生產(chǎn)檸檬酸的菌種和エ藝仍然有進(jìn)ー步改良和完善的潛力。木薯粉液化去渣后發(fā)酵固形物少、濾液清、色素少，降低了發(fā)酵液粘度，從而減少了發(fā)酵罐的攪拌功率，通風(fēng)量也有所下降，有利于提高檸檬酸的收得率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了ー種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法，本發(fā)明以黑曲霉為出發(fā)菌株，以木薯原料清液為原料對(duì)發(fā)酵檸檬酸條件進(jìn)行研究。ー種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法，其特征在于發(fā)酵吋，在250 mL三角瓶裝入50 mL發(fā)酵培養(yǎng)基，采用孢子接種，將培養(yǎng)了 7天的新鮮斜面用無菌水洗脫，在50 mL容量瓶中制備孢子懸浮液，用無菌吸管分吸一定量的孢子液接種，一層絨布扎ロ，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300 rpm，溫度39± 1°C，搖床培養(yǎng)72、6小時(shí)。步驟I所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的制備木薯粉液化過濾液添加適量氮源及一定量的甲醇，分裝至250 mL三角瓶中，最終裝液量為50 mL，培養(yǎng)基經(jīng)121°C滅菌30 min。步驟2所述的木薯粉液化過濾液的制備方法為將木薯粉碎成細(xì)度為60目以上的粉，用自來水調(diào)漿后，加入一定量的α-淀粉酶，加入O. 15%的氯化鈣作為淀粉酶的保護(hù)劑，升溫至95 97°C,保溫60min液化,過濾。步驟2所述的最佳氮源為玉米漿。步驟4所述的玉米漿的最佳添加量為3. 5%。步驟I所述的最佳初糖濃度為16. 5%。步驟2所述的甲醇最佳添加量為O. 4%ο本發(fā)明的有益效果在于為了給檸檬酸補(bǔ)料發(fā)酵エ藝的研究創(chuàng)造條件，本發(fā)明研究了木薯原料清液發(fā)酵的エ藝。影響檸檬酸酸發(fā)酵的因素是多方面的，包括碳源、氮源和生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽等，以及相互之間的比例和培養(yǎng)基質(zhì)中整個(gè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度；產(chǎn)酸刺激物可以促進(jìn)產(chǎn)酸率的提高；還有ー些非營(yíng)養(yǎng)性因子如pH、溫度、通風(fēng)量等。エ藝條件是檸檬酸發(fā)酵能否成功的關(guān)鍵因素之一，合適的エ藝條件可大大提高檸檬酸發(fā)酵水平，其中又以通氣、攪拌對(duì)發(fā)酵影響最為顯著。


圖I不同甲醇添加量對(duì)產(chǎn)酸的影響。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，但對(duì)本發(fā)明沒有限制。本發(fā)明所用的菌株為黑曲霉，購(gòu)買于ACCC，編號(hào)為ACCC30132。實(shí)施例I 本實(shí)施案例說明不同氮源對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響，氮的種類也有一定影響，一般以有機(jī)氮為佳。將木薯粉液化過濾液，分別添加玉米漿、麩皮、米糠作為氮源，分裝至250 mL三角瓶中，最終裝液量為50 mL，采用孢子接種，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300rpm，溫度39±1°C，搖床培養(yǎng)96小時(shí)，進(jìn)行糖度、酸度及菌體濃度測(cè)定。結(jié)果如圖I表示。由表I可見，檸檬酸產(chǎn)率以用玉米漿為氮源最高，殘?zhí)呛恳杂糜衩诐{為氮源最低，菌體干重以用米糠為氮源最多。因此，從檸檬酸產(chǎn)率的角度而言，玉米漿是比較理想的補(bǔ)充氮源
表I不同氮源對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響
氮源I產(chǎn)酸(％) I轉(zhuǎn)化率(％) I殘?zhí)?％) I菌體量(g/L)-
2.0% 玉米漿 17.21 97.210.218. 7
2.0% 麩皮 16. 12 92. 14I. O17.4
2.0% 米糠 03.98 180.4613.4[20.4
實(shí)施例2
本實(shí)施案例說明不同玉米漿濃度對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響，將木薯粉液化過濾液(總糖為17. 51%)，分別添加不同量的玉米漿作為氮源，分裝至250 mL三角瓶中，最終裝液量為50 mL，采用孢子接種，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300 rpm，溫度39± 1°C，搖床培養(yǎng)96小時(shí)，進(jìn)行糖度、酸度及菌體濃度測(cè)定，通過搖瓶試驗(yàn)確定玉米漿最佳添加量。從表2可以看出當(dāng)玉米漿濃度為3. 5%吋，黑曲霉檸檬酸發(fā)酵的產(chǎn)酸率和轉(zhuǎn)化率為最高，因此在進(jìn)行流加發(fā)酵時(shí)擬采用添加3. 5%玉米漿的起始發(fā)酵培養(yǎng)基。表2不同玉米漿濃度對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響
玉米漿濃度(％) 1 、糖/% 酸/%"!轉(zhuǎn)化率/%
1.515. 5 13.45 86. 77 :
2.515. 5 14.68 94. 71 :
3.515. 5 15.42 99. 5 :
4.515. 5 13.46 86.84 :
5.5[15. 5 112. 76 J82. 32
實(shí)施例3
本實(shí)施案例說明不同初糖濃度對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響，配制不同總糖的木薯粉液化過濾液，添加3. 5%的玉米漿作為氮源，分裝至250 mL三角瓶中，最終裝液量為50 mL，采用孢子接種，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300 rpm，溫度39± 1°C進(jìn)行培養(yǎng)。從表3可以看出，黑曲霉具有一定的耐高糖性能，在初糖濃度為20. 5%時(shí)，發(fā)酵可正常進(jìn)行，只是發(fā)酵過程的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)強(qiáng)度都有所下降。當(dāng)初糖濃度介于16. 5%時(shí)，轉(zhuǎn)化率可達(dá)98. 63%。綜合考慮各種因素，選擇初糖濃度為16. 5%進(jìn)行分批發(fā)酵，此時(shí)，發(fā)酵過程的產(chǎn)酸、轉(zhuǎn)化率都最大，有利于后提取的進(jìn)行。表3不同初糖濃度對(duì)利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的影響
權(quán)利要求
1.ー種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法，其特征在于發(fā)酵時(shí)，在250 mL三角瓶裝入50 mL發(fā)酵培養(yǎng)基，采用孢子接種，將培養(yǎng)了 7天的新鮮斜面用無菌水洗脫，在50 mL容量瓶中制備孢子懸浮液，用無菌吸管分吸一定量的孢子液接種，ー層絨布扎ロ，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300 rpm，溫度39± 1°C，搖床培養(yǎng)72、6小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)基的制備方法為木薯粉液化過濾液添加適量氮源及一定量的甲醇，分裝至250 mL三角瓶中，最終裝液量為50 mL，培養(yǎng)基經(jīng) 121°C 滅菌 30 min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，木薯粉液化過濾液的制備方法為將木薯粉碎成細(xì)度為60目以上的粉，用自來水調(diào)漿后，加入一定量的α -淀粉酶，加入O. 15%的氯化鈣作為淀粉酶的保護(hù)劑，升溫至95 97°C，保溫60min液化，過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，氮源為玉米漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，玉米漿的添加量為3.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，初糖濃度為16.5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干，甲醇添加量為O.4%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用黑曲霉發(fā)酵木薯原料去渣清液制備檸檬酸的方法，本發(fā)明以黑曲霉為出發(fā)菌株，以木薯原料清液為原料對(duì)發(fā)酵檸檬酸條件進(jìn)行研究。在250mL三角瓶裝入50mL發(fā)酵培養(yǎng)基，采用孢子接種，將培養(yǎng)了7天的新鮮斜面用無菌水洗脫，在50mL容量瓶中制備孢子懸浮液，用無菌吸管分吸一定量的孢子液接種，一層絨布扎口，置于旋轉(zhuǎn)式搖床上，搖床轉(zhuǎn)速300rpm，溫度39±1℃，搖床培養(yǎng)72~96小時(shí)。
文檔編號(hào)C12P7/48GK102864183SQ20121031171
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者金雅新 申請(qǐng)人:太倉(cāng)市茂通化建有限公司