[发明专利]一种发酵柠檬酸的高转化率生产方法

说明书

本发明公开了一种发酵柠檬酸的高转化率生产方法，包括如下步骤：将小麦粉、小麦秸秆、麦麸混合，粉碎过80目筛，加入水，40‑50℃超声浸泡5‑12h，超声功率为300‑400W，调节体系pH值至6.6‑6.8，加入α‑淀粉酶、纤维素酶酶解10‑20h，得到预处理小麦粉；将预处理小麦粉过滤，脱色后得到滤液，调节滤液中总糖浓度为12‑16%，然后加入硫酸铵、磷酸二氢钾、维生素B1、复合微量元素混合均匀，得到发酵培养液；向发酵培养液中接种黄孢原毛平革菌、氏木霉、黑曲霉，搅拌状态下通入空气发酵，其中通气量为0.4‑0.5VVM，30‑40℃发酵至残余还原糖浓度≤0.2%，过滤，色谱分离提取。

技术领域

本发明涉及柠檬酸发酵生产技术领域，尤其涉及一种发酵柠檬酸的高转化率生产方法。

背景技术

柠檬酸，学名2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸，分子式C6H8O7，是一种广泛地应用于食品、医药及化工领域的有机酸。柠檬酸是有机酸中第一大酸，目前我国柠檬酸年生产能力已经达到100多万吨，占世界产能的70%左右；柠檬酸年产量达70余万吨，约占世界的65%；年出口量50万吨，超过世界贸易总量的一半。世界上两个最大的柠檬酸进口国是德国和美国，年进口量约为10万吨和8万吨。而我国是世界上最大的柠檬酸出口国，主要出口到美国、欧洲、日本等地。其中美国是我国最大的柠檬酸出口目的地国，对其年出口量达6万余吨，占我国出口总量的12%左右。

目前小麦粉逐渐被应用于柠檬酸发酵，并且分离得到的谷元粉附加值较高，但小麦粉的发酵效果影响发酵转化率，转化率低于93%，所达到的技术效果并不理想，其生产应用价值受到严重影响。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供设计一种工艺和流程更加简单，设备投入更小，并且发酵转化率高的发酵柠檬酸的高转化率生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种发酵柠檬酸的高转化率生产方法，包括如下步骤：

S1、将小麦粉、小麦秸秆、麦麸混合，粉碎过80目筛，加入水，40-50℃超声浸泡5-12h，超声功率为300-400W，调节体系pH值至6.6-6.8，加入α-淀粉酶、纤维素酶酶解10-20h，得到预处理小麦粉；

S2、将预处理小麦粉过滤，脱色后得到滤液，调节滤液中总糖浓度为12-16%，然后加入硫酸铵、磷酸二氢钾、维生素B1、复合微量元素混合均匀，得到发酵培养液；

S3、向发酵培养液中接种菌龄为10-12h的黄孢原毛平革菌、菌龄为5-8h里氏木霉、菌龄为2-4h的黑曲霉，搅拌状态下通入空气发酵，其中通气量为0.4-0.5VVM，搅拌速度为60-100r/min，30-40℃发酵至残余还原糖浓度≤0.2%，过滤，色谱分离提取。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

步骤S1中，α-淀粉酶的比活力为15-20U/g，纤维素酶的比活力为2-6U/g。

进一步优化：步骤S1中，小麦粉、小麦秸秆、麦麸的质量比为100：15-25：2-6。

进一步优化：步骤S1中，采用浓度为0.2-0.6mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.6-6.8。

进一步优化：步骤S2中，所得滤液浊度≤30NTU，420nm透光率≥6.2%。

进一步优化：步骤S2中，预处理小麦粉、硫酸铵、磷酸二氢钾、维生素B1、复合微量元素的质量比为120-150：1-2：0.5-1：0.01-0.1：0.01-0.1。

进一步优化：步骤S2中，复合微量元素包括硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钴、硼酸、氨基乙酸。