[发明专利]一种柠檬酸的发酵生产方法

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种柠檬酸的发酵生产方法。

背景技术

芭蕉芋(Canna Edulis Ker)是一种很有潜力的淀粉作物，又名旱藕、蕉藕、姜芋，为蕉科美人蕉属的植物，原产于南美洲等地，喜温暖向阳环境，及耐寒又耐旱，适于深厚肥沃的沙壤土生长。芭蕉芋淀粉颗粒粒径大，糊化温度低，糊化透明度好，直链淀粉含量高，其分子量也很大，与马铃薯淀粉接近，其根茎含淀粉60％，蛋白质7.7％，粗纤维3.1％。在亚洲芭蕉芋已成为高价值淀粉的新原料。我国人多耕地少，以粮食为原料生产生物产品越来越受到制约，但我国有丰富的非粮淀粉类资源，芭蕉芋就是其中的一种，利用芭蕉芋资源的潜力很大。用芭蕉芋作为原料生产柠檬酸也拓展了柠檬酸原料选择上的空间。对于维护我国粮食安全，缓解粮食危机带来的压力具有重要作用和战略意义。

中国专利88103430.4，中国专利200510003079.4，中国专利200910118892.4及中国专利200910136128.X都公开了利用芭蕉芋生产酒精的方法，但利用芭蕉芋发酵生产柠檬酸的方法还没有过。因此，需要发明一种利用芭蕉芋来发酵生产柠檬酸的方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种利用芭蕉芋为原料，发酵生产柠檬酸的方法。

技术方案：本发明提供的一种柠檬酸的发酵生产方法，其步骤为：

(1)称取芭焦芋干片，将其粉碎成芭蕉芋粉；

(2)向芭蕉芋粉加水，调成芭蕉芋粉浆，使芭蕉芋粉的浓度为20～35g/ml；

(3)将芭蕉芋粉浆输进喷射液化装置，调节pH至5.5～7.0，按每克芭蕉芋粉5～15个酶活单位在芭蕉芋粉浆中加入高温α-淀粉酶，并进行液化，温度控制在85～125℃，维持1～10个小时，使液化DE值为5～95％；

(4)将液化后的芭蕉芋粉浆过滤，保留滤清液；

(5)将芭蕉芋粉浆滤清液通入发酵罐，加入滤清液体积0.3～15％的有机氮源或滤清液体积0.01～2％的有机氮源；

(6)将温度升至90～121℃，灭菌15～30分钟，再降温至发酵温度35～38℃；

(7)将发酵菌种黑曲霉接入发酵罐中，并通风供氧，保持35～38℃的发酵温度至发酵结束；

(8)采用钙盐法提取发酵液中的柠檬酸。

其中，芭蕉芋粉的细度应小于等于60目，有利于芭蕉芋粉浆的均匀调和。

其中，有机氮源主要为花生饼粉、豆饼粉、酵母粉、蛋白胨、豆粕或玉米，优选豆粕和玉米。

其中，无机氮源主要为硫铵、碳铵或尿素。

其中，可以采用孢子或菌丝接种的方法接入黑曲霉。

其中，发酵结束具体是指当发酵测得还原糖含量为零或接近零、产酸接近或超过种后总糖。

有益效果：本发明采用非粮食作物为发酵原料，不仅大大地减少了生产成本，同时还避免了粮食作物的过量消耗。此外，与粮食作物为原料的发酵方法相比，本发明发酵周期更短，发酵指数更高，整个方法中产生的废渣还能用作动物的饲料，毫无环境污染，真正能做到节能环保。

具体实施方式

实施例1：

称取芭焦芋干片，将其粉碎成芭蕉芋粉，细度为50目；向芭蕉芋粉加水，调成芭蕉芋粉浆，使芭蕉芋粉的浓度为23g/ml；将芭蕉芋粉浆输进喷射液化装置，调节pH至6.5，按每克芭蕉芋粉10个酶活单位在芭蕉芋粉浆中加入高温α-淀粉酶，并进行液化，温度控制在98℃，维持4个小时，使液化DE值为80％；将液化后的芭蕉芋粉浆过滤，保留滤清液；将芭蕉芋粉浆滤清液通入发酵罐，加入滤清液体积1％的豆饼粉作为有机氮源；将温度升至98℃，灭菌30分钟，再降温至发酵温度35℃；采用孢子接种法将发酵菌种黑曲霉接入发酵罐中，并通风供氧，保持35℃的发酵温度至发酵结束；最后采用钙盐法提取发酵液中的柠檬酸。据测试表明，在此条件下，发酵59小时，产酸为136g/L，转化率为96.9％，发酵指数为2.31g/(L·h)。

实施例2：