[发明专利]一种柠檬酸发酵工艺

摘要

本发明涉及柠檬酸发酵领域，涉及了一种柠檬酸发酵工艺，其特点是在柠檬酸种子罐及发酵罐培养过程中，通过添加混合氮源及微量元素来弥补高温烘干玉米在高温烘干过程中营养成分的损失以达到理想的培养效果；本发明根据菌种生长及产酸阶段的不同特性，通过调控氮源的种类及配比、添加微量元素，以达到最优的培养效果。采用本发明的工艺后，不仅能缩短种子培养的种龄，提高发酵稳定性，而且能加快发酵生产强度、缩短发酵周期、提高发酵糖酸转化率和设备利用率，扩大了柠檬酸发酵原料的来源，提升了柠檬酸行业的竞争力，进而提高了企业的经济效益。

主权项

1.一种柠檬酸发酵工艺，其特征在于：采用高温烘干玉米为原料，并在柠檬酸种子罐及发酵罐培养过程中添加混合氮源及微量元素；其具体步骤为：(1)将高温烘干玉米粉碎，调浆，加入耐高温α‑淀粉酶，经二次高压蒸汽喷射液化后得玉米液化液；(2)将玉米液化液I和硫酸铵加入种子罐中，加水定容，制备成柠檬酸种子罐培养基，蒸汽消毒后保压降温待用；(3)配制种子罐微量元素溶液，灭菌待用；(4)将黑曲霉孢子加入无菌水中制成孢子悬浮液并将其接入柠檬酸种子罐培养基进行培养，得种子液；培养过程中通过连续流加方式加入种子罐微量元素溶液；(5)将玉米液化液II用压滤机压滤得到液化清液，将液化清液、玉米液化液III、尿素和玉米浆加入发酵罐中，加水定容制备成发酵罐培养基，蒸汽消毒，保压降温后待用；(6)配制发酵罐微量元素溶液，灭菌后待用；(7)将培养好的种子液转入发酵罐培养基进行发酵，发酵过程中通过连续流加的方式加入发酵罐微量元素溶液；步骤(2)中玉米液化液I与硫酸铵的含氮比为2.5‑2.6:1，种子罐培养基中总糖浓度为：9.5‑10.5g/100mL，总氮浓度为：0.22‑0.24g/100mL；步骤(3)中种子罐微量元素溶液的具体配置过程为：取CuSO₄·7H₂O 40‑50mg，ZnSO₄·7H₂O 35‑40mg，MnSO₄·H₂O 30‑35mg，Na₂MoO₄·2H₂O 60‑70mg，溶于去离子水中，定容至500mL，灭菌待用；步骤(4)中具体的培养过程为：培养0‑6h阶段，控制培养温度：35.0℃；罐压：0.08MPa；通风比0.10V/(V·min)；搅拌速率：100rpm；培养6‑26h阶段，控制培养温度：36.5℃；罐压：0.10MPa；通风比：0.15V/(V·min)，搅拌速率：200rpm；通过连续流加方式进行流加微量元素；步骤(5)中发酵罐培养基中总糖浓度为：17.5‑18.5g/100mL，总氮浓度为：0.10g/100mL；步骤(6)中发酵罐微量元素溶液配制：CuSO₄·7H₂O 0.15g‑0.20g，ZnSO₄·7H₂O 2.0‑2.2g，MnCl₂·4H₂O 0.5‑0.6g，FeSO₄·4H₂O 0.3‑0.4g，CoCl·4H₂O 0.15‑0.20g，Na₂MoO4·2H₂O 0.12‑0.15g，和EDTA 2.0‑2.5g，溶于去离子水中，定容至500mL，灭菌待用；步骤(7)中种子液与发酵液的体积比为1:10，具体的发酵过程为：其中0‑8h阶段，控制培养温度：36.5℃；罐压：0.10MPa；通风比：0.1V/(V·min)；搅拌速率：250rpm；8‑48h阶段，控制罐压：0.10MPa；通风比：0.18V/(V·min)；搅拌速率350rpm；控制一定的流量流加发酵罐微量元素溶液；48‑57h阶段，控制罐压：0.10MPa；通风比：0.15V/(V·min)；搅拌速率300rpm；同时调节发酵罐微量元素溶液的流加量；所述的玉米液化液I、玉米液化液II和玉米液化液IIII的体积总和为步骤(1)中得到的玉米液化液；玉米液化液I、玉米液化液II和玉米液化液IIII的体积比依次为1:8:2。