专利名称：一种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法
技术领域：
本发明属于发酵技术领域，具体涉及ー种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法。
背景技术：
柠檬酸是ー种广泛应用子食品、医药、化工等领域的重要有机酸。目前国内柠檬酸的生产供不应求，而且均以玉米、瓜干、糖蜜为原料，产品成本较高。本文的研究以苹果罐头、果汁果茶生产的废料为原料，黑曲霉固态发酵，生产柠檬酸，其エ艺筒単、设备投资少而且果渣经发酵后不仅能提取柠檬酸，还可产生大量的果胶酶，可用子果胶酶的提取，ニ是由于菌体的繁殖，蛋白质含量増加，可做饲料。 以薯干、玉米和糖蜜为原料，利用黑曲霉生产柠檬酸，已经达到了很高的水平。但是以木薯为原料生产柠檬酸，由于受木薯粉的营养成份限制，现有柠檬酸的生产菌种的产酸和糖酸转化率均不够理想，因此以木薯为原料生产柠檬酸的菌种和エ艺仍然有进ー步改良和完善的潜力。木薯粉液化去渣后发酵固形物少、滤液清、色素少，降低了发酵液粘度，从而减少了发酵罐的搅拌功率，通风量也有所下降，有利于提高柠檬酸的收得率和产品质量、节约能源。
发明内容
本发明提供了ー种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法，本发明以黑曲霉为出发菌株，以木薯原料清液为原料对发酵柠檬酸条件进行研究。ー种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法，其特征在于发酵吋，在250 mL三角瓶装入50 mL发酵培养基，采用孢子接种，将培养了 7天的新鲜斜面用无菌水洗脱，在50 mL容量瓶中制备孢子悬浮液，用无菌吸管分吸一定量的孢子液接种，一层绒布扎ロ，置于旋转式摇床上，摇床转速300 rpm，温度39± 1°C，摇床培养72、6小时。步骤I所述的发酵培养基的制备木薯粉液化过滤液添加适量氮源及一定量的甲醇，分装至250 mL三角瓶中，最终装液量为50 mL，培养基经121°C灭菌30 min。步骤2所述的木薯粉液化过滤液的制备方法为将木薯粉碎成细度为60目以上的粉，用自来水调浆后，加入一定量的α-淀粉酶，加入O. 15%的氯化钙作为淀粉酶的保护剂，升温至95 97°C,保温60min液化,过滤。步骤2所述的最佳氮源为玉米浆。步骤4所述的玉米浆的最佳添加量为3. 5%。步骤I所述的最佳初糖浓度为16. 5%。步骤2所述的甲醇最佳添加量为O. 4%ο本发明的有益效果在于为了给柠檬酸补料发酵エ艺的研究创造条件，本发明研究了木薯原料清液发酵的エ艺。影响柠檬酸酸发酵的因素是多方面的，包括碳源、氮源和生长因子、无机盐等，以及相互之间的比例和培养基质中整个营养物质的浓度；产酸刺激物可以促进产酸率的提高；还有ー些非营养性因子如pH、温度、通风量等。エ艺条件是柠檬酸发酵能否成功的关键因素之一，合适的エ艺条件可大大提高柠檬酸发酵水平，其中又以通气、搅拌对发酵影响最为显著。
图I不同甲醇添加量对产酸的影响。
具体实施例方式下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。本发明所用的菌株为黑曲霉，购买于ACCC，编号为ACCC30132。实施例I 本实施案例说明不同氮源对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响，氮的种类也有一定影响，一般以有机氮为佳。将木薯粉液化过滤液，分别添加玉米浆、麸皮、米糠作为氮源，分装至250 mL三角瓶中，最终装液量为50 mL，采用孢子接种，置于旋转式摇床上，摇床转速300rpm，温度39±1°C，摇床培养96小时，进行糖度、酸度及菌体浓度測定。结果如图I表示。由表I可见，柠檬酸产率以用玉米浆为氮源最高，残糖含量以用玉米浆为氮源最低，菌体干重以用米糠为氮源最多。因此，从柠檬酸产率的角度而言，玉米浆是比较理想的补充氮源
表I不同氮源对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响
氮源I产酸(％) I转化率(％) I残糖(％) I菌体量(g/L)-
2.0% 玉米浆 17.21 97.210.218. 7
2.0% 麸皮 16. 12 92. 14I. O17.4
2.0% 米糠 03.98 180.4613.4[20.4
实施例2
本实施案例说明不同玉米浆浓度对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响，将木薯粉液化过滤液(总糖为17. 51%)，分别添加不同量的玉米浆作为氮源，分装至250 mL三角瓶中，最终装液量为50 mL，采用孢子接种，置于旋转式摇床上，摇床转速300 rpm，温度39± 1°C，摇床培养96小时，进行糖度、酸度及菌体浓度測定，通过摇瓶试验确定玉米浆最佳添加量。从表2可以看出当玉米浆浓度为3. 5%吋，黑曲霉柠檬酸发酵的产酸率和转化率为最高，因此在进行流加发酵时拟采用添加3. 5%玉米浆的起始发酵培养基。表2不同玉米浆浓度对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响
玉米浆浓度(％) 1 、糖/% 酸/%"!转化率/%
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
实施例3
本实施案例说明不同初糖浓度对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响，配制不同总糖的木薯粉液化过滤液，添加3. 5%的玉米浆作为氮源，分装至250 mL三角瓶中，最终装液量为50 mL，采用孢子接种，置于旋转式摇床上，摇床转速300 rpm，温度39± 1°C进行培养。从表3可以看出，黑曲霉具有一定的耐高糖性能，在初糖浓度为20. 5%时，发酵可正常进行，只是发酵过程的转化率和生产强度都有所下降。当初糖浓度介于16. 5%时，转化率可达98. 63%。综合考虑各种因素，选择初糖浓度为16. 5%进行分批发酵，此时，发酵过程的产酸、转化率都最大，有利于后提取的进行。表3不同初糖浓度对利用黑曲霉进行柠檬酸发酵的影响
权利要求
1.ー种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法，其特征在于发酵时，在250 mL三角瓶装入50 mL发酵培养基，采用孢子接种，将培养了 7天的新鮮斜面用无菌水洗脱，在50 mL容量瓶中制备孢子悬浮液，用无菌吸管分吸一定量的孢子液接种，ー层绒布扎ロ，置于旋转式摇床上，摇床转速300 rpm，温度39± 1°C，摇床培养72、6小时。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，发酵培养基的制备方法为木薯粉液化过滤液添加适量氮源及一定量的甲醇，分装至250 mL三角瓶中，最終装液量为50 mL，培养基经 121°C 灭菌 30 min。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，木薯粉液化过滤液的制备方法为将木薯粉碎成细度为60目以上的粉，用自来水调浆后，加入一定量的α -淀粉酶，加入O. 15%的氯化钙作为淀粉酶的保护剂，升温至95 97°C，保温60min液化，过滤。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在干，氮源为玉米浆。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，玉米浆的添加量为3.5%。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，初糖浓度为16.5%。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在干，甲醇添加量为O.4%。
全文摘要
本发明提供了一种利用黑曲霉发酵木薯原料去渣清液制备柠檬酸的方法，本发明以黑曲霉为出发菌株，以木薯原料清液为原料对发酵柠檬酸条件进行研究。在250mL三角瓶装入50mL发酵培养基，采用孢子接种，将培养了7天的新鲜斜面用无菌水洗脱，在50mL容量瓶中制备孢子悬浮液，用无菌吸管分吸一定量的孢子液接种，一层绒布扎口，置于旋转式摇床上，摇床转速300rpm，温度39±1℃，摇床培养72~96小时。
文档编号C12P7/48GK102864183SQ20121031171
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者金雅新 申请人:太仓市茂通化建有限公司