CN105296549A - 一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 - Google Patents
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105296549A CN105296549A CN201510701813.8A CN201510701813A CN105296549A CN 105296549 A CN105296549 A CN 105296549A CN 201510701813 A CN201510701813 A CN 201510701813A CN 105296549 A CN105296549 A CN 105296549A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fermentation
- index
- access
- liquid
- fermented liquid
- 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
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，将发酵种子接入发酵培养基中，发酵过程中，向发酵后期的发酵液中一次性接入部分处于发酵前期的发酵液；所述的发酵前期为从发酵开始至发酵指数达到最高发酵指数的90％的时间段；所述的发酵后期为从发酵指数下降至最高发酵指数的90％直至发酵结束的时间段。此方法仅通过向处于发酵后期的发酵液中接入处于发酵前期的发酵液，其他发酵条件不变，以此来提高柠檬酸的发酵产酸，降低残总糖，提高转化率，缩短发酵周期，本方法操作简单易行，可以显著降低粮耗和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法。
背景技术
柠檬酸，又称枸橼酸，广泛用做食品酸化剂、药物添加剂、化妆品和洗涤用品添加剂，是发酵行业的重要商业产品。
我国柠檬酸工业在过去的几十年里取得了长足的进步，但仍存在着一些问题：柠檬酸发酵粮耗依然很高，徘徊在2.0吨/吨左右；现在的发酵产酸水平和糖酸转化率水平都可以继续提高，发酵最终残糖含量依然很高，有的厂家发酵残糖在2％以上就停止发酵。要想更好的提高产酸，降低能耗，提高粮食利用率，可以提高发酵水平，提高提取收率。提高发酵水平是提高柠檬酸产率的重要步骤，所以提高发酵水平依然是柠檬酸工业研究的重点。
目前我国柠檬酸发酵绝大多数采用间歇发酵的方法，随着发酵的进行，柠檬酸酸度逐渐提高，残糖逐渐降低，但是，当发酵残糖降低到一定程度时，柠檬酸发酵菌种的代谢能力下降，致使发酵周期延长，残总糖不能进一步消耗，发酵转化率难以再进一步提高，造成发酵粮耗高，且残糖高对后提取产生了一定影响，最终导致生产成本增加。因此，开发出一种能够有效提高柠檬酸发酵水平(此处，柠檬酸发酵水平指的是残总糖降低，产酸提高，转化率提高)的方法很有现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，采用的技术方案是：
向发酵培养基中接入菌种进行发酵培养，在发酵过程中，向发酵后期的发酵液中一次性接入部分处于发酵前期的发酵液；
所述发酵前期为从发酵开始至发酵指数达到最高发酵指数的90％的时间段；所述发酵后期为从发酵指数下降至最高发酵指数的90％直至发酵结束的时间段。
当发酵进行到后期时，营养成分的消耗及代谢产物的积累对参与反应的酶的活力产生了不利影响，菌种的代谢能力降低，发酵液中营养成分减少，此时，向处于发酵后期的发酵液中接入部分处于发酵前期的发酵液，由于发酵前期的发酵液中菌种的代谢旺盛，营养成分较高，参与代谢反应的酶活力较高，因此在其他发酵条件不变的情况下，柠檬酸的发酵产酸得到提高，残总糖降低，转化率提高，发酵周期缩短。
为了更好的提高柠檬酸的发酵水平，接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的60-90％，更优选为70％。
为了更好的提高柠檬酸的发酵水平，被接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的70-90％，更优选为85％。
优选的，接入的发酵液的体积占接入后总发酵液体积的10-20％，更优选15％。例如，处于发酵后期的发酵液的体积为27L，此时接入3L处于发酵前期的发酵液，其接入量为10％。
所述发酵培养基为本领域常用的培养基，本发明优选的发酵培养基为以玉米粉或木薯粉加水调浆液化过滤后调节至发酵初始总糖浓度为17％，然后添加一定量的豆饼粉作为氮源。
在一种具体的实施方式中，所述发酵培养基是通过如下方法制备得到的：按照20％-30％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照45-55U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，85-95℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入0.3％-1.1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基；
优选的，所述发酵培养基的制备方法为：按照25％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照50U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，90℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基。
所述菌种为本领域常用菌种，例如黑曲霉。
所述发酵条件为本领域常用的控制条件，本发明优选为：发酵温度32-40℃，压力0.05-0.12Mpa，通风量0.1-0.5vvm，搅拌速度400-550rpm，发酵周期60-68h；更优选为：发酵温度37℃，压力0.1Mpa，通风量0.15vvm，搅拌速度480rpm，发酵周期64h。
作为本发明最优选的方案，一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，具体包括如下步骤：
(1)制备发酵培养基
按照20％-30％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照45-55U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，85-95℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入0.3％-1.1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基；
(2)接种发酵
按照8％-15％的接种量将黑曲霉接入发酵培养基中，发酵过程中，向发酵后期的发酵液中一次性接入10％-20％的处于发酵前期的发酵液；接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的60％-90％；被接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的70％-90％；
控制整个发酵过程的条件为：发酵温度32-40℃，压力0.05-0.2Mpa，通风量0.1-0.2vvm，搅拌速度430-520rpm。
本方法操作简单易行，可以显著降低粮耗和生产成本。
附图说明
图1为现有工艺的发酵指数与发酵周期的关系图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在下面所述的所有具体实施方式中，残总糖、产酸及转化率的测定均采用本领域常规的测定方法；以下实施例的发酵规模为50L发酵罐，生产菌种为本领域常用菌种黑曲霉。其他如无特别说明，均采用本领域常用的知识和方法。
发酵指数＝(发酵单位*发酵液体积)/发酵周期/发酵罐体积
以下实施例中涉及到的发酵培养基均通过如下方法制备得到：按照25％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照50U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，90℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；以木薯液化清液作为发酵培养基的底糖，并向其内加入1％的豆饼粉作为氮源，即得发酵培养基，其种后总糖为17％，pH自然。
对比例1现有的柠檬酸发酵工艺
按照10％的接种量将黑曲霉接入发酵培养基中，在发酵温度37℃，压力0.1Mpa，通风量0.15vvm，搅拌速度480rpm的条件下发酵培养64h。发酵结束测得：残总糖2.0％，产酸15.2％，转化率89.4％。表1列出了现有工艺发酵指数与培养周期的对应关系。
表1现有工艺发酵指数与培养周期的对应关系
实施例1
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，包括如下步骤：
按照10％的接种量将黑曲霉接入发酵培养基中，在发酵温度37℃，压力0.1Mpa，通风量0.15vvm，搅拌速度480rpm的条件下发酵培养，在发酵进行到44h时，接入发酵进行到10h的发酵液，接入量为10％，继续发酵，整个发酵周期60h。
实施例2
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到44h时，接入发酵进行到12h的发酵液。
实施例3
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到44时，接入发酵进行到16h的发酵液。
实施例4
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到48时，接入发酵进行到10h的发酵液。
实施例5
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到48时，接入发酵进行到12h的发酵液。
实施例6
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到48时，接入发酵进行到16h的发酵液。
实施例7
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到52时，接入发酵进行到10h的发酵液，整个发酵周期60h。
实施例8
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到52时，接入发酵进行到12h的发酵液，整个发酵周期60h。
实施例9
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到52时，接入发酵进行到16h的发酵液，整个发酵周期60h。
实施例10
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到48时，接入发酵进行到12h的发酵液，其接入量为15％，整个发酵周期56h。
实施例11
一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法所述方法同实施例2，其区别仅在于：在发酵进行到48时，接入发酵进行到12h的发酵液，其接入量为20％，整个发酵周期56h。
实施例1-11测得的残总糖，产酸及转化率如表2所示。
表2实施例1-11的实验结果
备注：*表示发酵液作为种子接入另一个发酵罐时的培养周期
**表示接入上述种子时该发酵液的培养周期
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法，其特征在于：向发酵培养基中接入菌种进行发酵培养，在发酵过程中，向发酵后期的发酵液中一次性接入部分处于发酵前期的发酵液；
所述发酵前期为从发酵开始至达到最高发酵指数的90％的时间段；所述发酵后期为从发酵指数下降至最高发酵指数的90％直至发酵结束的时间段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的60-90％，优选70％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：被接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的70-90％，优选85％。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：接入的发酵液的体积占接入后总发酵液体积的10-20％，优选15％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵培养基是由如下方法制备得到的：按照20％-30％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照45-55U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，85-95℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入0.3％-1.1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述发酵培养基是由如下方法制备得到的：按照25％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照50U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，90℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述菌种为黑曲霉。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵培养的条件为：发酵温度32-40℃，压力0.05-0.2Mpa，通风量0.1-0.2vvm，搅拌速度430-520rpm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：发酵温度37℃，压力0.1Mpa，通风量0.15vvm，搅拌速度480rpm。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)制备发酵培养基
按照20％-30％(m/v)粉浆比，对木薯粉进行调浆，按照45-55U/g淀粉的量加入耐高温α-淀粉酶，85-95℃液化至碘试合格，离心取清液得木薯液化清液；向所述木薯液化清液中加入0.3％-1.1％的豆饼粉作为氮源，即得所述发酵培养基；
(2)接种发酵
按照8％-15％的接种量将黑曲霉接入发酵培养基中，发酵过程中，向发酵后期的发酵液中一次性接入10％-20％的处于发酵前期的发酵液；接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的60％-90％；被接入的发酵液的发酵指数为最高发酵指数的70％-90％；
控制整个发酵过程的条件为：发酵温度32-40℃，压力0.05-0.2Mpa，通风量0.1-0.2vvm，搅拌速度430-520rpm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510701813.8A CN105296549A (zh) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | 一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510701813.8A CN105296549A (zh) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | 一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105296549A true CN105296549A (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=55194373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510701813.8A Pending CN105296549A (zh) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | 一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105296549A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102250971A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-11-23 | 日照金禾博源生化有限公司 | 一种柠檬酸的发酵生产方法 |
| CN102409066A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-04-11 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种柠檬酸的发酵方法 |
| CN103045659A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-17 | 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 | 利用木薯发酵生产柠檬酸中的脱毒方法 |
| CN103103223A (zh) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 甘肃雪晶生化有限责任公司 | 一种连续循环发酵生产柠檬酸的方法 |
| CN103695319A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 | 一种生产柠檬酸的菌株及其发酵制备柠檬酸的方法 |
| CN104109697A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-22 | 江南大学 | 柠檬酸废水回流发酵生产柠檬酸的方法 |
-
2015
- 2015-10-23 CN CN201510701813.8A patent/CN105296549A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102250971A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-11-23 | 日照金禾博源生化有限公司 | 一种柠檬酸的发酵生产方法 |
| CN103103223A (zh) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 甘肃雪晶生化有限责任公司 | 一种连续循环发酵生产柠檬酸的方法 |
| CN102409066A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-04-11 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种柠檬酸的发酵方法 |
| CN103045659A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-17 | 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 | 利用木薯发酵生产柠檬酸中的脱毒方法 |
| CN103695319A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-02 | 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 | 一种生产柠檬酸的菌株及其发酵制备柠檬酸的方法 |
| CN104109697A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-22 | 江南大学 | 柠檬酸废水回流发酵生产柠檬酸的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 蔡永峰 等: "柠蒙酸中和废水循环发酵的初步研究", 《天津微生物》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020042481A1 (zh) | 一种黑曲霉种子连续培养及其生产柠檬酸的方法 | |
| WO2020056536A1 (zh) | 一株高产柠檬酸的微生物菌株及其发酵淀粉糖质生产柠檬酸的方法 | |
| CN111040982B (zh) | 一种酿酒酵母促进剂及其制备方法和应用 | |
| CN102242157B (zh) | 小麦淀粉酒精生产方法 | |
| CN103614428A (zh) | 一种高效发酵生产l-色氨酸的方法 | |
| CN101538592B (zh) | 用寇氏隐甲藻工业化发酵生产二十二碳六烯酸的方法 | |
| CN104560505B (zh) | 一种流加淀粉葡萄糖液酿造黄酒工艺 | |
| CN104357428A (zh) | 一种木聚糖酶的液态深层发酵方法 | |
| CN105087287A (zh) | 新型固态发酵生产浓香型白酒的方法 | |
| CN105586367A (zh) | 一种基于pH响应阶段添加糖化酶发酵生产柠檬酸的方法 | |
| CN111607622A (zh) | 一种利用小麦b淀粉生产3-羟基丁酮的工艺方法 | |
| CN104762163A (zh) | 一种制备生物曲的方法 | |
| CN105296549A (zh) | 一种用于提高柠檬酸发酵水平的方法 | |
| CN104862167B (zh) | 一种适用于大曲清香白酒热季控酸提效的方法 | |
| CN106520512A (zh) | 液态发酵薏仁碎米食醋的方法 | |
| KR20090090855A (ko) | 베타-글루칸 고 함량 꽃송이 버섯 균사체의 반연속식액상배양 방법 | |
| CN104711304A (zh) | 一种采用红茶菌和棉籽糖生产细菌纳米纤维素的方法 | |
| CN104450810A (zh) | 一种制备花生四烯酸的方法 | |
| CN104388486A (zh) | 花生四烯酸的制备方法 | |
| CN106854666A (zh) | 一种魔芋飞粉制备食用酒精的方法 | |
| CN107130004A (zh) | 玉米缪与大豆水酶法水解液混合发酵酒精的方法 | |
| CN101245339B (zh) | 酒精酵母营养复合酶及其应用 | |
| WO2014178318A1 (ja) | 酵母培養方法 | |
| CN106399115A (zh) | 一种新型的黑曲霉菌株及应用 | |
| CN101851583A (zh) | 一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160203 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |