[发明专利]一种柠檬酸的发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柠檬酸的发酵方法，特别地，涉及一种能够提高发酵设备的利用率、缩短生产周期、降低成本的柠檬酸连续发酵方法。

背景技术

柠檬酸是有机酸中第一大酸，由于物理、化学等方面的优异性能，广泛应用于医药、化学、电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域。

目前我国柠檬酸发酵绝大多数采用间歇发酵的方法，发酵采用每罐按照一定的比例投入发酵培养基，并接入一定的柠檬酸菌种进行发酵培养，通过一次装液和菌种接种发酵至终点，当发酵残糖降低至一定程度后即判断为发酵终点。但是采用现有技术的这种发酵方法，随着发酵的进行，尽管柠檬酸酸度逐渐提高，残糖逐渐降低，但是，当发酵残糖降低到一定程度时，柠檬酸发酵菌种的代谢能力下降，致使发酵培养周期延长，且设备的利用率较低。

发明目的

本发明的目的在于解决现有技术的柠檬酸发酵方法中存在的上述问题，提供一种能够提高设备利用率、缩短发酵周期的柠檬酸的发酵方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种柠檬酸的发酵方法，该方法包括在发酵条件下，将柠檬酸发酵菌种接入柠檬酸发酵培养基中，其中，所述发酵分连续的多阶段进行，所述多阶段包括第一发酵阶段和第一发酵阶段以后的发酵阶段，在第一发酵阶段中，向发酵罐中流加柠檬酸发酵培养基以及流加发酵菌种种子液，柠檬酸发酵培养基的流加量以及发酵菌种种子液的流加量使得该阶段的发酵液中的柠檬酸的酸度为50-100g/L，还原糖浓度为60-100g/L，并使第一发酵阶段的发酵液依次连续流入后续阶段的发酵罐中进行发酵，发酵终点的发酵液中柠檬酸的酸度为不小于140g/L，且残还原糖含量为0-4g/L。

根据本发明实施例1-4的连续发酵方法与对比例1的现有技术的间歇发酵方法相比较的结果，实施例1-4中将总体积为8×10⁵-12.5×10⁵L的发酵培养基发酵至柠檬酸的酸度为140-150g/L，且残还原糖含量为0-2g/L所需的时间为54-56小时；而对比例1中将同等体积相同组分的发酵培养基发酵至柠檬酸的酸度为139g/L，且残还原糖含量为1g/L所需的时间为73小时。由此说明，采用本发明的连续发酵柠檬酸的方法能够显著降低发酵周期，并提高了设备的利用率。

本发明的柠檬酸连续发酵方法具有以下优点：

1、在所述连续发酵过程中的第一发酵阶段将发酵培养基和培养成熟的发酵菌种的种子液连续流加到发酵罐中，从而达到连续发酵的目的，降低发酵周期，提高发酵设备的利用效率。

2、优选情况下，在所述连续发酵过程中的第一发酵阶段以及最后一个发酵阶段之间的任意一个发酵阶段选择性地流加一定的营养液来提高柠檬酸发酵强度，提高了发酵中后期柠檬酸菌种的代谢能力，从而进一步缩短了生产周期，达到降低柠檬酸发酵成本的目的。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的连续发酵柠檬酸的示意图。

具体实施方式

根据本发明，所述第一发酵阶段的发酵液含有发酵产物以及不断流加的新鲜的发酵培养基和发酵菌种的种子液。

根据本发明，在所述第一发酵阶段中，对所述发酵培养基和发酵菌种种子液的流加速率没有特别的限定，只要保证发酵培养基在发酵罐中滞留一定时间而进行充分发酵，并达到第一发酵阶段的发酵液中的柠檬酸的酸度和还原糖浓度要求即可。优选情况下，在所述第一发酵阶段中，所述柠檬酸发酵培养基的流加速率为10-25立方米/小时，优选15-23立方米/小时；所述发酵菌种种子液的流加速率为1-5立方米/小时；优选，1-2立方米/小时；更优选1.4-1.8立方米/小时。

根据本发明，优选，所述柠檬酸发酵培养基的流加量以及发酵菌种种子液的流加量使得该第一发酵阶段的发酵液中，柠檬酸的酸度为50-100g/L，还原糖浓度为60-100g/L。

根据本发明，通常情况下，所述发酵终点的发酵液中柠檬酸的酸度为不小于140g/L，例如，140-150g/L，且残还原糖含量为0-4g/L，优选，残还原糖含量为0-2g/L。

根据本发明，在所述第一发酵阶段中，每毫升所述发酵液中的发酵菌种的量可以为2×10⁴-5×10⁴个孢子；优选，每毫升所述发酵液中的发酵菌种的量为2.5×10⁴-4×10⁴个孢子。