[发明专利]一株生产柠檬酸的菌株及其发酵生产柠檬酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，具体地说，涉及一株高温发酵生产柠檬酸的菌株以及利用该菌株发酵生产柠檬酸的方法。

背景技术

黑曲霉属半知菌亚门、丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，曲霉属真菌中一个常见种，广泛分布于世界各地，是传统的制酱、酿酒、制醋的主要菌种，也是现代发酵工业中重要的发酵工业菌种，可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶等产品。

天然柠檬酸在自然界中分布很广。在植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中都含有柠檬酸。1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸，通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬酸钙沉淀的方法制取柠檬酸的。柠檬酸的生产方法有水果提取法、化学合成法和生物发酵法等。水果提取法是指从柠檬、桔子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取，成本较高，不利于工业化生产，而化学合成法主要利用丙酮、二氯丙酮或乙烯酮，工艺复杂、成本高，安全性低。发酵法制取柠檬酸始于19世纪末。1893年C.韦默尔发现青霉(属)菌能积累柠檬酸。1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。1923年美国菲泽公司建造了世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。随后比利时、英国、德国、苏联等相继研究成功发酵法生产柠檬酸。1952年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬酸。此后，深层发酵法逐渐建立起来。深层发酵周期短，产率高，节省劳动力，占地面积小，便于实现仪表控制和连续化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。现在柠檬酸工业中普遍采用的发酵温度为37℃，由于在发酵过程中产生大量的发酵热，使得夏季尤其是南方地区，发酵温度控制较为困难，降温水用量大，能耗高。迫切需要一种能够有效降低降温水用量的生产柠檬酸的方法，以节约能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够高温环境下发酵生产柠檬酸的菌株。

本发明的另一目的在于提供利用该菌株高温发酵生产柠檬酸的方法。

本发明提供了一株能够发酵生产柠檬酸的黑曲霉(Aspergillusniger)菌株FYCA8561，其保藏编号为CGMCC No.6466。

该菌株已于2012年8月21日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)保藏，分类命名为黑曲霉，拉丁文名Aspergillus niger，保藏号为CGMCC No.6466。

本发明提供了含有黑曲霉菌株FYCA8561的菌剂。

本发明还提供了黑曲霉菌株FYCA8561在利用淀粉质原料发酵生产柠檬酸中的应用。

本发明提供一种高温发酵生产柠檬酸的方法，含有以下步骤：

(1)将菌株FYCA8561经平板或斜面扩大培养；

(2)FYCA8561孢子接入麸曲种子培养基中，培养得到麸曲孢子；

(3)将麸曲孢子接种于种子培养基中，培养种子；

(4)将培养好的种子接入发酵培养基中进行高温发酵培养，发酵生产出柠檬酸发酵液，发酵液经过分离提取后得到无水柠檬酸或一水柠檬酸结晶。

其中，步骤(1)所述的平板或斜面为麦芽汁琼脂平板或麦芽汁斜面培养基。其中，步骤(2)所述的麸曲种子培养基为将麸皮按35％～45％的质量百分比用自来水配制，培养条件为36～40℃。

进一步地，步骤(2)的培养条件为36～38℃。

更进一步地，步骤(2)的培养条件为37℃。

其中，步骤(3)所述的种子培养基为：玉米粉按10％～15％的质量百分比用自来水配制，1L种子培养基中加α-淀粉酶0.1～0.5mL进行液化后，使含糖量达到8％～12％，进入种子罐中灭菌。

优选地，所述种子培养基中含糖为10％。

其中，步骤(3)培养条件为36～40℃，通风培养20～30h。

进一步地，步骤(3)培养条件为36～38℃，通风培养22～26h。

更进一步地，步骤(3)培养条件为37℃，通风培养24h。

其中，步骤(4)所述的发酵培养基为玉米粉按15％～20％的质量百分比用自来水配制；1L发酵培养基中加α-淀粉酶0.1～0.5mL进行液化后，使含糖量达到13％～17％，在发酵培养基中添加质量百分比0.05％～0.2％硫酸铵的无机氮源，进入发酵罐灭菌后进行发酵，发酵条件为36～40℃，通风比为1∶0.3～0.5，搅拌转速为200～450r/min，培养时间60～90h。

优选地，所述发酵培养基中含糖15％。