[发明专利]一种柠檬酸发酵过程中流加钙剂的方法

说明书

本发明提供了一种柠檬酸发酵过程中流加钙剂的方法，其特点是在柠檬酸发酵过程中，向发酵液中流加钙剂，包括但不仅限于碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等，使一部分柠檬酸转化为柠檬酸氢钙，降低了发酵液中柠檬酸浓度，从而减弱了柠檬酸对关键酶‑磷酸果糖激酶的抑制；同时pH的相对升高缓解了菌种对低酸的耐受，使得相关关键酶活性相对提高，加快了产酸速度，缩短了发酵周期。在发酵过程中产生的柠檬酸氢钙在高浓度柠檬酸条件下是可溶的，发酵结束后随发酵液除去菌体后，进入传统的钙盐提纯法。本发明打破了传统柠檬酸发酵不控pH的界限，使得合成柠檬酸关键酶活性相对提高，加快了产酸速度，缩短了发酵周期，而且相对提高了发酵液产物终浓度，更有利于后提取工艺，最终提高了企业的经济效益。

技术领域

本发明涉及柠檬酸发酵领域，具体涉及一种柠檬酸发酵过程中流加钙剂的方法。

背景技术

柠檬酸，是一种非常重要的有机酸，学名2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸，分子式C₆H₈O₇(无水物)，无臭，有令人愉悦的酸味，是一种广泛地应用于食品，医药和化工领域的有机酸。随着经济的发展，各行各业对柠檬酸的需求量稳步上升，主要用于食品工业、医药业和化学工业,并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域中也有十分广泛的应用，主要被用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂和除腥脱臭剂等。

目前，柠檬酸发酵生产中存在着发酵过程中随着柠檬酸的积累，pH的降低，导致合成柠檬酸关键酶活性降低，产酸高峰期维持时间短，导致发酵周期长、发酵液最终浓度较低，从而导致能耗高，设备利用率低等问题，严重制约了柠檬酸行业的发展。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种柠檬酸发酵过程中流加钙剂的方法来控制pH，使一部分柠檬酸转化为柠檬酸氢钙，降低了柠檬酸浓度，从而减弱了柠檬酸对关键酶-磷酸果糖激酶的抑制；同时pH的相对升高缓解了菌种对低酸的耐受，使得相关关键酶活性相对提高，最终加快了产酸速度，缩短了发酵周期，提高了最终发酵液产物的浓度。

本发明的具体步骤为：

(1)配制钙剂浆液，121℃灭菌30分钟，得到无菌钙剂浆液，待用；

(2)发酵罐接入种子液进行发酵，随着发酵进行，发酵液pH降低，当发酵周期在8h后，pH降低至2.1-2.3时，开始流加钙剂浆液，使pH维持在2.1-2.3；

(3)当发酵达时间达到24h后，控制钙剂浆液流加速度使pH维持在1.9-2.1；

(4)发酵时间达到32h后停止流加钙剂浆液，至发酵终止。

步骤(1)所述的钙剂选自碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种，所述钙剂浆液中钙剂的含量为30-60g/100mL溶液。之所以控制在上述浓度范围，主要考虑到钙剂浆液的流动性及对发酵液的稀释作用，浓度太高流动性差，流加困难，浓度太低又会造成对发酵液的稀释作用。

配发酵液时，将总糖含量控制在18-19.5g/100mL溶液，常规发酵液初始糖度最高控制在18-18.5g/100mL溶液，因为如果初始糖度太高，最终柠檬酸浓度也相应变高，高浓度的柠檬酸对菌种有抑制作用，即菌种存在对柠檬酸浓度的耐受性；而本发明在发酵过程中加入了钙剂，将一部分柠檬酸转变成了柠檬酸氢钙，即在菌种对柠檬酸浓度耐受性不变的情况下，可以提高发酵初始总糖度，这样就使最终柠檬酸盐浓度相应提高。