CN102618589A - 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法 - Google Patents

一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102618589A
CN102618589A CN201210105337XA CN201210105337A CN102618589A CN 102618589 A CN102618589 A CN 102618589A CN 201210105337X A CN201210105337X A CN 201210105337XA CN 201210105337 A CN201210105337 A CN 201210105337A CN 102618589 A CN102618589 A CN 102618589A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
rhizopus oryzae
malic acid
fermentation
described method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210105337XA
Other languages
English (en)
Inventor
张斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd
Original Assignee
SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd filed Critical SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd
Priority to CN201210105337XA priority Critical patent/CN102618589A/zh
Publication of CN102618589A publication Critical patent/CN102618589A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明提供了一种利用米根霉一步发酵法产L-苹果酸的方法，本文采用米曲霉发酵糖质原料生成苹果酸，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90g/L。

Description

一种利用米根霉一步发酵法产L-苹果酸的方法
技术领域
本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用米根霉一步发酵法产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，本专利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米根霉一步发酵法产L-苹果酸的方法，本文采用米曲霉发酵糖质原料生成苹果酸，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。
1.      一种利用米根霉一步发酵法产L-苹果酸的方法，其特征在于，其特征在于，在500 mL摇瓶中配制100 mL发酵培养基，加入一定量的碳酸钙，接入一定量的米根霉孢子，在恒温振荡器中培养温度32～38℃，摇瓶转速200 r/min。 
2.      步骤1里的种子培养基(％):豆饼粉6.0，蔗糖2.0，NaNO3 0.3， K2HPO4 0.1，KCl 0.1，MgSO4·7H2O 0.03，FeSO4·7H2O 0.05。加水至100.0 mL，于三角瓶中121℃、0.1 MPa湿热灭菌。
3.      步骤1里的发酵培养基(％): 豆饼粉0.5，FeSO4·H2O 0.01，CaC12 0.01， K2HPO4 0.01， MgSO4·H2O 0.01，MnSO4 0.05，(NH4)2SO4 0.2，葡萄糖8.0～13.0，CaCO3 6.5～8.5（单独灭菌）。
4.      步骤1所述的米根霉接种量最佳为12%。
5.      步骤1所述的发酵培养温度最佳为33℃。。
6.      步骤1所述的初始糖浓度最适为110 g/L。
7.      步骤1所述的碳酸钙的最佳添加量为80 g/L。
附图说明：
图1 接种量对米曲霉产L-苹果酸的影响。
图2发酵温度对米曲霉产L-苹果酸的影响。
下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。
本发明所用的米根霉（Rhizopus oryzae）菌株购买自上海丹曦化工科技有限公司，菌株号为40281。 
实施例1
本实施例说明接种量对米根霉一步发酵法产L-苹果酸的影响，在发酵培养基其他条件相同的情况下，将米根霉分别按1%，4%，8%，12%，16%的接种量接种入发酵培养基中。
在不同的接种量下，米曲霉菌株产L-苹果酸情况见图1。实验结果表明，接种量为12％时产酸率最高。接种量太高会造成菌丝结团从而影响通气过程，接种量太低会使发酵不充分影响产酸过程。
实施例2
本实施例说明发酵温度对米根霉一步发酵法产L-苹果酸的影响，在其他条件相同的情况下，探讨发酵温度对L-苹果酸产量的影响。
发酵温度分布控制在30℃，31℃，32℃，33℃，34℃，35℃，36℃，37℃。从图2可以看出，米曲霉菌株的最适发酵温度为33℃。
实施例3
本实施例说明接种量对米根霉一步发酵法产L-苹果酸的影响，米曲霉菌株的碳源适应范围比较广，液化淀粉、葡萄糖、淀粉水解液都是较好的碳源，考虑到以水解糖为原料更有利于产品的后提取，因此选用淀粉水解液为发酵碳源，同时，淀粉原料来源丰富，采用双酶制糖工艺技术成熟、质量可靠。将淀粉水解液配制成不同的浓度70 g/L，80 g/L，90 g/L，100 g/L，110 g/L，120 g/L，考察米曲霉菌株的产酸情况，结果见表1。
实验结果表明，随着糖浓度的增加，产酸逐渐增加，起始糖浓度为110 g/L时转化率最高。初糖浓度高于此值时，转化率降低，发酵残糖偏高。综合考虑产酸、残糖和发酵周期等指标的前提下，将糖浓度控制在110 g/L为佳。
表1起始糖浓度对米曲霉产L-苹果酸的影响
起始糖浓度（g/L） L-苹果酸（g/L） 转化率（%） 残糖（g/L）
70 44.8 54.2 0.5
80 58.9 62.1 2.0
90 69.2 64.9 2.4
100 80.5 72.8 4.6
110 90.3 80.2 6.2
120 91.2 73.2 7.8
 实施例4
本实施例说明接种量对米根霉一步发酵法产L-苹果酸的影响，在发酵中碳酸钙会和生成的苹果酸反应生成难溶的苹果酸钙，从而达到减弱对关键酶的反馈抑制，使代谢向着生成和积累苹果酸的方向进行。同时，L-苹果酸与碳酸钙反应放出CO2，为CO2固定支路提供CO2，利于L-苹果酸的生成。因此，培养基中CaCO3 的存在是L-苹果酸有效积累的必要条件。CaCO3对产酸的影响实验结果见表2。
实验结果表明：碳酸钙用量对产酸的影响较大，培养基中不添加碳酸钙时，几乎不产酸，随着碳酸钙浓度的增加，产酸水平也相应提高，在初糖浓度不变的情况下，碳酸钙适当过量有利于产酸，当碳酸钙的添加超过一定的量时产酸趋于不变。初糖浓度为110 g/L时，经实验表明碳酸钙的用量为80 g/L比较合适。
表2 碳酸钙添加量对米曲霉产L-苹果酸的影响
碳酸钙（g/L） L-苹果酸（g/L） 残糖（g/L）
0 2.61 -
50 66.3 4.2
60 74.2 2.3
70 78.9 1.6
80 90.4 0.8
90 89.2 1.2

Claims (7)

1.一种利用米根霉一步发酵法产L-苹果酸的方法，其特征在于，在500 mL摇瓶中配制100 mL发酵培养基，加入一定量的碳酸钙，接入一定量的米根霉孢子，在恒温振荡器中培养温度32～38℃，摇瓶转速200 r/min。
2.权利1所述的方法，其特征在于，种子培养基(％):豆饼粉6.0，蔗糖2.0，NaNO3 0.3， K2HPO4 0.1，KCl 0.1，MgSO4·7H2O 0.03，FeSO4·7H2O 0.05；加水至100.0 mL，于三角瓶中121℃、0.1 MPa湿热灭菌。
3. 发酵培养基(％): 豆饼粉0.5，FeSO4·H2O 0.01，CaC12 0.01， K2HPO4 0.01， MgSO4·H2O 0.01，MnSO4 0.05，(NH4)2SO4 0.2，葡萄糖8.0～13.0，CaCO3 6.5～8.5（单独灭菌）。
4.  权利1所述的方法，其特征在于米根霉接种量为12%。
5.  权利1所述的方法，其特征在于培养温度为33℃。
6.  权利1所述的方法，其特征在于初始糖浓度为110 g/L。
7.  权利1所述的方法，其特征在于碳酸钙的添加量为80 g/L。
CN201210105337XA 2012-04-12 2012-04-12 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法 Pending CN102618589A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210105337XA CN102618589A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210105337XA CN102618589A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102618589A true CN102618589A (zh) 2012-08-01

Family

ID=46558796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210105337XA Pending CN102618589A (zh) 2012-04-12 2012-04-12 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102618589A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103627738A (zh) * 2013-12-02 2014-03-12 山东阜丰发酵有限公司 一种直接发酵法生产l-苹果酸的方法
CN105018537A (zh) * 2015-08-05 2015-11-04 合肥工业大学 一种玉米秸秆发酵制备l-苹果酸以及米根霉菌突变株-2的选育方法
CN105861574A (zh) * 2016-04-25 2016-08-17 江南大学 一种利用米曲霉发酵产l-苹果酸的方法
CN106591158A (zh) * 2017-01-18 2017-04-26 江南大学 一种提高米曲霉发酵淀粉合成l‑苹果酸的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101255450A (zh) * 2008-01-31 2008-09-03 南京工业大学 利用米根霉发酵产l-苹果酸的工艺

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101255450A (zh) * 2008-01-31 2008-09-03 南京工业大学 利用米根霉发酵产l-苹果酸的工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103627738A (zh) * 2013-12-02 2014-03-12 山东阜丰发酵有限公司 一种直接发酵法生产l-苹果酸的方法
CN103627738B (zh) * 2013-12-02 2015-07-15 山东阜丰发酵有限公司 一种直接发酵法生产l-苹果酸的方法
CN105018537A (zh) * 2015-08-05 2015-11-04 合肥工业大学 一种玉米秸秆发酵制备l-苹果酸以及米根霉菌突变株-2的选育方法
CN105861574A (zh) * 2016-04-25 2016-08-17 江南大学 一种利用米曲霉发酵产l-苹果酸的方法
CN105861574B (zh) * 2016-04-25 2019-04-02 江南大学 一种利用米曲霉发酵产l-苹果酸的方法
CN106591158A (zh) * 2017-01-18 2017-04-26 江南大学 一种提高米曲霉发酵淀粉合成l‑苹果酸的方法
CN106591158B (zh) * 2017-01-18 2019-06-21 江南大学 一种提高米曲霉发酵淀粉合成l-苹果酸的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101467780A (zh) 食用菌饮料
CN102690762B (zh) 游离细胞法生物转化l-天冬氨酸生产l-丙氨酸的方法
CN105062858A (zh) 一种柿子醋的制作方法
JP2010104249A (ja) 栄養添加剤用の液体培養物
AU2006309588B2 (en) Method of producing gaba-containing fermented product
CN102618589A (zh) 一种利用米根霉一步发酵法产l-苹果酸的方法
CN104273613A (zh) 一种芒果茶菌饮料
CN108588134A (zh) 柠檬酸的提取制备工艺
CN104255914A (zh) 核桃乳发酵剂及核桃乳乳酸菌发酵饮料及其制备方法
JP2014204715A (ja) 風味物質を含有する調味料の製造方法
JP5626915B2 (ja) γ−アミノ酪酸の製造方法
CN102634545A (zh) 一种利用蔗糖糖蜜发酵生产l-苹果酸的方法
JP2008086292A (ja) γ−アミノ酪酸含有食品素材の製造方法
CN102864181A (zh) 一种利用黄曲霉发酵l-苹果酸的方法
CN102154394A (zh) 一种农副产品生物转化γ-氨基丁酸的生产方法
JP2003070462A (ja) γ―アミノ酪酸生産能を有する乳酸菌、および、それを使用した食品の製造方法
CN106148450B (zh) 一种高产量富锌生物纤维素凝胶产品
CN104711208B (zh) 一种具有高的淀粉分解能力的乳酸菌
KR20130110109A (ko) 쌀뜨물 유산균 발효 조성물의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 식품
JPH067785B2 (ja) 乳酸発酵果汁食品
JP2020025492A (ja) 乳酸菌発酵調味料
CN105325821A (zh) 一种健康功能型饮料及其制备方法
CN106579356A (zh) 一种富硒黑木耳酵浆液及其制备方法
JP2009106278A (ja) 発酵法によるｄ−乳酸の製法
JP2004222684A (ja) ゼリー状澱粉発酵食品の製造方法。

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120801