CN108251463A - 一种提高衣康酸发酵产酸量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，涉及衣康酸发酵技术领域。其首先配置发酵培养基，向其中接种土曲霉菌种进行发酵，发酵18‑64h时，在发酵过程中向其中分三次流加氨水，并控制发酵液pH在3.0‑4.0，待残糖含量低于0.4％时停止发酵。本发明可大大提高土曲霉的衣康酸产酸能力。采用流加氨水的方式，部分代替衣康酸发酵配方中的氮源硝酸铵，可明显提高发酵液当中的衣康酸含量、降低残糖、提高糖酸转化率。在5L发酵罐实验中，在相同发酵周期的情况下，采用流加氨水部分代替硝酸铵生产衣康酸的发酵方式比采用硝酸铵的一次投料发酵方式产酸能力提高6‑8％，残糖降低30‑50％，糖酸转化率提高2‑3％。

Description

一种提高衣康酸发酵产酸量的方法

技术领域

本发明涉及衣康酸发酵技术领域，具体涉及一种提高衣康酸发酵产酸量的方法。

背景技术

目前衣康酸发酵常用的生产方法有发酵法和化学合成法，其中发酵法因生产条件易控制且反应条件温和而被推崇，国内采用的大多为发酵法，常用的发酵法大多采用分批发酵，即一次性投入糖和各种发酵辅料，经调配制成适宜浓度后灭绝接入发酵菌种进行发酵。如CN101509020A公开了一种利用纤维素热解产物发酵生产衣康酸，其是以LG作为主要发酵碳源，其制备方法依次包括：种子培养基制备、发酵培养基制备、种子培养和衣康酸发酵。

采用上述现有技术衣康酸生产方法，还存在以下技术缺陷：

由于一次性加入过多辅料造成发酵液中离子浓度过高影响原料土曲霉菌种发芽，并且随着发酵过程的进行发酵液酸度不断降低，菌种活性下降，产酸能力降低，从而使糖酸转化率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，其通过向培养基中分次流加氨水，一方面氨水为培养基补充氮源，另一方面分次流加氨水可以调节发酵液中的离子浓度和发酵过程的pH值，保证土曲霉菌体活性，促进发酵产酸量。

为实现上述目的所需要解决的技术问题是：如何保证在控制发酵液pH的同时不引入其它杂质离子。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，依次包括以下步骤：

a、配置发酵培养基，按质量百分比计包括以下组分：

葡萄糖13.5-14.5％、NH₄NO₃ 0.04-0.06％、玉米浆0.15％、FeSO₄ 0.01％、MnSO₄0.01％；控制所述发酵培养基的pH为3.1；

b、接种，将步骤a所得发酵培养基进行灭菌，并向其中接种土曲霉菌体进行发酵，

c、流加氨水，在步骤b发酵24-64h时，向其中分三次流加氨水，并控制发酵液pH在3.0-3.5，待残糖含量低于0.4％时停止发酵；

第一次流加步骤为：当步骤b发酵18h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水；

第二次流加步骤为：当步骤b发酵32-36h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水；

第三次流加步骤为：当步骤b发酵42-48h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水。

上述技术方案直接带来的有益技术效果是：衣康酸发酵开始通过少量添加硝酸铵，在保证菌种生长需要的同时促进菌种萌发，发酵过程当中通过向发酵培养基中流加氨水，一方面可以补充因发酵开始硝酸铵添加量过少而造成的氮源不足，另一方面可以调整发酵液的pH，保持菌种活性，促进菌体产酸。

作为本发明的一个优选方案，所述氨水的流加步骤为：

第一次流加：当步骤b发酵18h时，向其中加入0.03mL氨水；

第二次流加：当步骤b发酵36h时，向其中加入0.06mL氨水；

第三次流加：当步骤b发酵48h时，向其中加入0.03mL氨水。

与现有技术相比，本发明所带来的有益技术效果为：

本发明提供的一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，其可以大幅度提高发酵酸度、降低发酵残糖，提高糖酸转化率。

本发明采用流加氨水的方式，部分代替衣康酸发酵配方中的氮源硝酸铵，可明显提高发酵液当中的衣康酸含量、降低残糖、提高糖酸转化率。

氨水的化学构成简单，由氮和氢组成，当氨水被土曲霉菌种利用后不会有其他离子引入，勿需后续分离处理，相较于其他碱成本低。采用此方法不仅可以避免一次性加入过多辅料造成发酵液中离子浓度过高影响土曲霉菌种发芽，同时可调节衣康酸发酵过程中的pH值，避免因酸度降低导致菌种活性下降，糖酸转化能力降低。经试验验证表明，采用此工艺大大提高了土曲霉的衣康酸产酸能力。在5L发酵罐实验中，在相同发酵周期的情况下，采用流加氨水部分代替硝酸铵生产衣康酸的发酵方式比采用硝酸铵的一次投料发酵方式产酸能力提高6-8％，残糖降低30-50％，糖酸转化率提高2-3％。

具体实施方式

本发明提出了一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

本发明所选原料均可通过商业渠道购买获得。

实施例1：

按葡萄糖13.5％、NH₄NO₃ 0.04％、玉米浆0.15％、FeSO₄ 0.01％、MnSO₄ 0.01％的比例配制发酵培养基，调整pH至3.10；

灭菌后接入土曲霉菌体发酵，在发酵24h流加0.05mL氨水，36h流加0.06mL氨水，发酵64h后结束发酵，且控制流加氨水后发酵液的pH为3.2。

经HPLC法测定：衣康酸含量为86.3g/L、残糖含量为0.40％。

实施例2：

按葡萄糖13.5％、NH₄NO₃ 0.04％、玉米浆0.15％、FeSO₄ 0.01％、MnSO₄ 0.01％的比例配制发酵培养基，调整pH至3.10；

灭菌后接入土曲霉菌体发酵，在发酵18h流加0.03mL氨水，36h流加0.06mL氨水，48h流加0.03mL氨水，结束发酵。且控制流加氨水后发酵液的pH为3.3。

经HPLC法测定：衣康酸含量为91.2g/L、残糖含量为0.32％。

实施例3：

与实施例1不同之处在于：发酵培养基的配比为葡萄糖14.5％、NH₄NO₃ 0.06％、玉米浆0.15％、FeSO₄ 0.01％、MnSO₄ 0.01％。

经HPLC法测定：衣康酸含量为88.5g/L、残糖含量为0.48％。

对比例1：

与实施例1不同之处在于：发酵培养基中，NH₄NO₃为0.2％。

经HPLC法测定，对比例1中衣康酸含量为81.1g/L，残糖含量为0.63％。

对比例2：

与实施例2不同之处在于：选用氢氧化钠替代氨水，且发酵培养中NH₄NO₃为0.2％。

将制备得到的产物进行后续处理，去除其中含有的离子，经HPLC法测定，对比例2中衣康酸含量为90.1g/L、残糖含量为0.38％。

对比例3；

与实施例2不同之处在于：选用碳酸氢钠替代氨水，且发酵培养中NH₄NO₃为0.2％。

将制备得到的产物进行后续处理，去除其中含有的杂质，经HPLC法测定，对比例2中衣康酸含量为88.9g/L、残糖含量为0.45％。

需要说明的是：

微生物的发酵生产水平不仅与原料菌种有关系，还与培养基组成、营养要求、培养温度、pH条件、氨水的流加步骤有关，本发明在添加氨水的过程中，需要降低培养基中硝酸铵的质量配比。如果按原比例添加硝酸铵，造成浪费，且不利于土曲霉菌种的萌发，降低培养基中的硝酸铵可以减少发酵成本，且有利于菌种发芽。而改成其他碱性物质必须保证硝酸铵的添加量，否则没有足够的氮源满足不了菌体的生长，产酸降低。

从上述实施例2以及对比例2、3可知，并不是随便一种碱液如氢氧化钠或碳酸氢钠就适用于添加到培养基中，氢氧化钠的加入无疑会引入其它离子。

从实施例1、2及对比例1可知，氨水既可以作为氮源补充在培养基中，又可以提高糖酸转化率。

上述实施例中均需在氨水的作用下控制其pH。

本发明未述及的部分借鉴现有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a、配置发酵培养基，按质量百分比计包括以下组分：

葡萄糖13.5-14.5％、NH₄NO₃ 0.04-0.06％、玉米浆0.15％、FeSO₄ 0.01％、MnSO₄0.01％；控制所述发酵培养基的pH为3.1；

b、接种，将步骤a所得发酵培养基进行灭菌，并向其中接种土曲霉菌种进行发酵，

c、流加氨水，在步骤b发酵18-64h时，向其中分三次流加氨水，并控制发酵液pH在3.0-4.0，待残糖含量低于0.4％时停止发酵；

第一次流加步骤为：当步骤b发酵18h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水；

第二次流加步骤为：当步骤b发酵32-36h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水；

第三次流加步骤为：当步骤b发酵42-48h时，向其中加入0.01-0.12mL氨水。

2.根据权利要求1所述的一种提高衣康酸发酵产酸量的方法，其特征在于：所述氨水的流加步骤为：

第一次流加：当步骤b发酵18h时，向其中加入0.03mL氨水；

第二次流加：当步骤b发酵36h时，向其中加入0.06mL氨水；

第三次流加：当步骤b发酵48h时，向其中加入0.03mL氨水。