[发明专利]一种利用黄曲霉发酵L-苹果酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用黄曲霉发酵L-苹果酸的方法。

背景技术

苹果酸，又名羟基琥珀酸或羟基丁二酸，分子式为C₄H₆O₅，分子量134.09，结构式为HOOCCHOHCH₂COOH。主要有三种苹果酸：L-型苹果酸，比较广泛的存在于自然界中，密度1.595，熔点100℃，分解点140℃，比旋光度-2.3°（8.5克/100毫升水），易溶于水、甲醇、丙酮等，不溶于苯；而D-型苹果酸和DL-混合型苹果酸则主要为化学合成，前者密度1.595，熔点101℃，分解点140℃，比旋光度+2.92°（甲醇），溶于水、甲醇、乙醇、丙酮。等量的左旋体和右旋体混合得外消旋体，密度1.601，熔点131-132℃，分解点150℃；溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等，不溶于苯。由于L-苹果酸分子中含有羟基和羧基，因此对极性溶剂的溶解度大，化学性质较为活泼。在常温下它极易溶于乙醇及乙醚中，在水中其溶解度随水温的升高而增大，呈强酸性。其酸性随浓度的升高而增加，可进行两步解离（K₁=3.9×10^-4，K₂=7.5×10^-6）。

    L-苹果酸是生物体代谢过程TCA循环中产生的一种重要有机酸，作为优良的酸味剂和保鲜剂，在食品、医药、化工、日化和保健等领域具有广泛用途。由于L-苹果酸口感接近天然苹果的酸味，且与柠檬酸相比具有酸度大、味道柔和、滞留时间长等特点，具有特殊的香味并且不损伤口腔和牙齿等特点，已被广泛用于高档饮料、食品等行业。有研究表明，L-苹果酸有可能替代柠檬酸成为新一代食品添加。苹果酸与柠檬酸配合使用，可以模拟天然果实的酸味特征，使口感更自然、协调、丰满。清凉饮料、粉末饮料、乳酸饮料、乳饮料、果汁饮料中均可添加苹果酸改善其口感和风味，苹果酸常与人工合成的二肽甜味剂阿斯巴甜(ASPARTME) 配合使用，作为软饮料的风味固定剂。也可用作天然果子露保色剂、蛋黄酱乳稳定剂、果酱调整剂、甜味辅助剂、酵母生长促进剂等。在欧美各国及日本的食品饮料生产中，苹果酸已成为不可缺少的基本原料之一。目前，美国年消耗在1500万磅以上，其中90%用于食品和饮料加工。另外 ，苹果酸可形成许多衍生物，日本近几年已成功地将苹果酸盐应用于减糖、减盐食品中，应用苹果酸某些盐类代替食盐浸渍咸菜时，其咸味仅有食盐1/5- 1/7 情况下，而浸渍效果却是食盐的两倍，同时可以做为肾炎患者的食盐代用品；在豆浆中添加苹果酸钙盐，可有效地改善其口感和风味；利用苹果酸的抗疲劳、护肝、肾、心脏作用可以开发保健饮料。食品中添加L-苹果酸可使pH得到调整，加上其本身所具有的抗菌作用，L-苹果酸亦被广泛应用于其他食品工业，如用作水产品的保鲜剂等。

苹果酸的生产方法主要有化学合成法、发酵法、转化法。化学合成法生产的苹果酸在应用上受到限制。转化法主要是固定化酶和固定化细胞转化。20世纪80年代末以来，对转化工艺的研究获得突破，并成功地应用于工业化生产。而发酵法生产苹果酸的研究还未有重大进展，非糖质原料发酵法尚处于实验室水平。糖质原料发酵法工艺中，一步发酵法和混合发酵法都有较大进展，但有关的研究报道尚少。而混合发酵法由于涉及到两种微生物，培养条件要求比较严格，发酵周期较长，产酸率较低，副产物较多。因此，本发明采用米曲霉发酵糖质原料生产苹果酸，通过对发酵温度、接种量、起始糖浓度及碳酸钙加入量的优化，以淀粉水解液为原料，其产酸水平最高可达90 g/L。

发明内容

本发明提供了一种利用黄曲霉发酵L-苹果酸的方法，本发明以黄曲霉为出发菌株，研究了碳源、氮源、温度、CaCO₃对菌株L-苹果酸发酵的影响。

一种利用黄曲霉发酵L-苹果酸的方法，其特征在于发酵时，500 mL 三角瓶中放入100 mL发酵培养基，接入10%的孢子悬液，加入一定量的CaCO₃，在一定温度下，以一定转速的培养。