CN105821083A - 一种柠檬酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柠檬酸的制备方法,包括以下步骤:制备发酵液:将玉米依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;培养菌种、发酵、过滤和提取。本发明具有反应原料易得,环境污染小,催化剂重复使用效果好、污染小、制备成本,低转化率高,转换率能够达到97‑97.5%的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机酸,特别是一种柠檬酸的制备方法。
背景技术
柠檬酸是一种重要的有机酸,也是用途极广的有机酸。广泛用于农药、医药、食品、工业以及化妆品中。柠檬酸所具有螯合作用和调节pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能,抑制酶活性,延长食品保存期,柠檬酸的酯类如柠檬酸三乙酯可作无毒增塑剂,制造食品包装用塑料薄膜,是饮料和食品行业的酸味剂,防腐剂。柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂,用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂;用作络合剂,掩蔽剂;用以配制缓冲溶液。柠檬酸属于果酸的一种,主要作用是加快角质更新,常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落,毛孔的收细,黑头的溶解等。柠檬酸与80℃温度联合作用具有良好杀灭细菌芽孢的作用,并可有效杀灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。
合成柠檬酸及其衍生物的方法有很多,一般采用钙盐法生产提取柠檬酸,需要将淀粉质原料粉碎,然后与水混合,再与酶混合进行酶解,最后将黑曲霉接种到含有酶解产物的发酵液中,发酵产生柠檬酸。这种工艺存在环境污染严重、生产成本高、活化过程复杂、制备成本高、污染大、催化剂重复使用效果差等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足,设计一种反应原料易得,环境污染小,催化剂重复使用效果好、污染小、制备成本,低转化率高的柠檬酸的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种柠檬酸的制备方法,包括以下步骤:
A、制备发酵液:将玉米依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入菌丝体,在29-33℃的环境中培养84-108个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、过滤和提取。
本发明的进一步改进在于:所述菌丝体为假丝酵母或文氏曲霉。
本发明的进一步改进在于:所述料液比,即玉米与浸泡液的质量比为:1∶3~1∶3.8,浸泡温度:30-35℃,浸泡时间:40-48小时,浸泡液的ph值为5-6。
本发明的进一步改进在于:所述浸泡液为亚硫酸水溶液、亚硝酸水溶液或氢氰酸水溶液。
本发明的进一步改进在于:所述玉米与浸泡液的质量比为1:3.4,浸泡温度为34.8℃,浸泡时间为44小时,浸泡液的ph值为5.5。
本发明的进一步改进在于:步骤D中所述提取包括以下步骤:首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经解析液进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
本发明的进一步改进在于:所述解析液为氨水或氢氧化钠。
本发明具有以下优点:
反应原料易得,环境污染小,催化剂重复使用效果好、污染小、制备成本,低转化率高,转换率能够达到97-97.5%,的柠檬酸的制备方法。
具体实施方式:
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
A、制备发酵液:玉米放入亚硫酸水溶液中,浸泡液的质量比为:1∶3,浸泡温度:30℃,浸泡时间: 48小时,浸泡液的ph值为6,依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入假丝酵母,在29℃的环境中培养108个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经氨水进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
实施例2
A、制备发酵液:玉米放入亚硝酸水溶液中,浸泡液的质量比为:1∶3.5,浸泡温度:33℃,浸泡时间: 45小时,浸泡液的ph值为5.0,依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入文氏曲霉,在31℃的环境中培养100个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经氢氧化钠进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
实施例3
A、制备发酵液:玉米放入氢氰酸水溶液中,浸泡液的质量比为:1:3.4,浸泡温度34.8℃,浸泡时间为44小时,浸泡液的ph值为5.5,依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入假丝酵母,在31℃的环境中培养100个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经氢氧化钠进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
实施例4
A、制备发酵液:玉米放入亚硫酸水溶液中,浸泡液的质量比为:1∶3.5,浸泡温度:30℃、31℃,浸泡时间: 48小时,浸泡液的ph值为5.2、532,依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入假丝酵母,在30℃的环境中培养94个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经氨水进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
实施例5
A、制备发酵液:玉米放入亚硫酸水溶液中,浸泡液的质量比为:1:3.6,浸泡温度:31℃,浸泡时间: 46小时,浸泡液的ph值为5.3,依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入假丝酵母,在,31℃的环境中培养97个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经氨水进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
本发明的进一步改进在于:步骤D中所述提取包括以下步骤:首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经解析液进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
本发明的进一步改进在于:所述解析液为氨水或氢氧化钠。
本发明具有以下优点:
反应原料易得,环境污染小,催化剂重复使用效果好、污染小、制备成本,低转化率高,转换率能够达到97-97.5%,的柠檬酸的制备方法。
本发明反应原料易得,环境污染小,催化剂重复使用效果好、污染小、制备成本,低转化率高,转换率能够达到97-97.5%。
申请人又一声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构,但本发明并不局限于上述实施方式,即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。
本发明并不限于上述实施方式,凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式,均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种柠檬酸的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、制备发酵液:将玉米依次进行浸泡、破碎、脱胚、去纤维、去蛋白、调浆、液化和糖化,将得到的糖液进行过滤,过滤后得到液化清液;
B、培养菌种:在所述液化清液中加入琼脂,然后介入菌丝体,在29-33℃的环境中培养84-108个小时,掺拌入质量比未1:1的麦麸和水,再加入碳酸钙和硫酸铵,搅拌均匀后进行灭菌1.5小时得到淀粉浆液;
C、发酵:在上述淀粉浆液中键入淀粉酶和蛋白酶,充分混合后酶解,得到发酵液;
D、过滤和提取。
2.根据权利要求1所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:所述菌丝体为假丝酵母或文氏曲霉。
3.根据权利要求1所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:所述料液比,即玉米与浸泡液的质量比为:1∶3~1∶3.8,浸泡温度:30-35℃,浸泡时间:40-48小时,浸泡液的ph值为5-6。
4.根据权利要求3所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:所述浸泡液为亚硫酸水溶液、亚硝酸水溶液或氢氰酸水溶液。
5.根据权利要求3所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:所述玉米与浸泡液的质量比为1:3.4,浸泡温度为34.8℃,浸泡时间为44小时,浸泡液的ph值为5.5。
6.根据权利要求1所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:步骤D中所述提取包括以下步骤:首先将过滤后的溶液经活性炭进行脱色,过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸,然后用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲洗液洗脱易碳化合物,在经解析液进行解析,得到柠檬酸钠溶液,将上述柠檬酸液经H型阳离子树脂转型,再用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂去除正负杂质离子,最后将柠檬酸溶液进行浓缩和结晶。
7.根据权利要求1所述的柠檬酸的制备方法,其特征在于:所述解析液为氨水或氢氧化钠。
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