[发明专利]一种利用魔芋粉渣发酵生产柠檬酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，具体地说，涉及一种用于生产柠檬 酸的微生物发酵方法。

背景技术

柠檬酸又名枸橼酸，学名2-羟基丙烷三羧酸。分子式C₆H₈O₇，相 对分子量：192.13。柠檬酸虽有强烈酸味但令人愉快，稍有后涩味， 入口爽快，无后酸味，安全无毒，是发酵法生产的最重要的有机酸。 它在水中溶解度极高，能被生物体直接吸收代谢.它的许多特殊优点 使它得到了广泛的应用。它本身也是化学合成的中间体，成为化学合 成的基础原料，因此市场需求巨大。

目前，柠檬酸的工业生产方法90％以上都为微生物发酵法。多年 来，发酵工作者较注重玉米粉及木薯粉等粮食作物原料发酵生产柠檬 酸的菌种选育及工艺研究，但我国人多地少，粮食危机日益严重。柠 檬酸的原料长期供应不足，特别是玉米供应不足，柠檬酸的市场价格 将会一直上升。因此，开展其他淀粉质原料做为替代品发酵柠檬酸技 术的研究对于减轻国内柠檬酸生产用粮的压力，保证粮食生产安全具 有十分重要的意义。

而魔芋粉渣作为魔芋加工后的废弃物，其淀粉含量可达到50％以 上，本发明正是将魔芋粉渣作为柠檬酸发酵中淀粉质原料，替代玉米、 木薯等粮食原料，取得了良好的效果。

魔芋，又作蒟蒻，天南星科磨芋属多年生草本植物，魔芋生长在 疏林下，是有益的碱性食品，对食用动物性酸性食品过多的人，搭配 吃魔芋，可以达到食品酸、碱平衡。此外，魔芋还具有水平降血糖、 降血脂、降压、散毒、养颜、通脉、减肥、通便、开胃等多功能。因 此魔芋作为新一代健康食品受到广泛关注，在国内外市场需求巨大， 并且已经开始大规模的人工种植。经检测魔芋含50％～60％的葡甘露 聚糖，20～30％的淀粉，2～5％的纤维素，5～10％的粗脂肪，3～5％的可 溶性糖(单糖和寡糖)和3～5％的矿物元素。

但是魔芋全株有毒，以块茎为最，不可生吃，一般加工成魔芋精 粉，其成分主要为葡甘露聚糖粒子，被称为膳食纤维，是魔芋中的有 效成分，可进一步加工成魔芋粉条、魔芋豆腐等供食用，其他加工下 脚料为魔芋粉渣，淀粉含量高达50％以上，同时含有一定量的微量元 素、蛋白质、纤维素等。此外，生产两吨魔芋精粉可得一吨粉渣，供 给量巨大，其粉渣目前仅作为肥料、饲料处理，价格便宜。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用 魔芋粉渣发酵生产柠檬酸的方法，在发酵培养基中使用魔芋粉渣作为 碳源，来代替常规方法中的玉米、木薯等粮食原料，起到变废为宝， 降低成本，提高发酵水平的作用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

一种利用魔芋粉渣发酵生产柠檬酸的方法，其是利用黑曲酶在发 酵培养液发酵生产柠檬酸；进一步地，所述发酵培养液的成分及其重 量份用量如下：魔芋粉渣液化清液100份，玉米蛋白粉12～15份；魔 芋粉渣液化回料2～3份，无水氯化钙0.05～0.08份。

所述黑曲霉可为本领域常规使用或市售可得的黑曲霉。可选的， 所述黑曲酶为黑曲酶Co827。黑曲霉Co827为柠檬酸工业化生产中最 常用的、通用菌种，其原始编号为Co827，中国工业微生物菌种保藏 管理中心(CICC)等机构都可购得，菌株保藏编号：40347。不局限 于该菌种，其它常用的柠檬酸生产所用黑曲霉都可应用于本发明技术 方案中。

进一步地，所述方法包括如下步骤：

1)将黑曲酶以10～15％(黑曲酶种子液与发酵初始培养体积的体 积比)的接种量接种到发酵培养液中；

2)控制发酵条件，进行批式发酵，生产柠檬酸。

进一步地，所述魔芋粉渣液化清液的制备方法为：将水跟魔芋粉 渣按照质量比1.8～2.5:1混合后，再添加高温淀粉酶，添加量为魔芋粉 渣总重量的0.3‰～0.8‰，之后进行加热液化，最后放料过滤，得到的 滤液即为魔芋粉渣液化清液，其总糖浓度约为15～18w/v％。

所述高温淀粉酶的酶活为8500-9500U/ml。

所述魔芋粉渣的淀粉含量在50％～90％(w/w)。