CN1266102A - 以稻米为原料生产柠檬酸的发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以稻米为原料生产柠檬酸的发酵工艺,包括:原料预处理、调浆、液化、过滤、制备培养基和发酵等工序。本发明的优点是:原料易得且便于贮藏、工艺简单、产酸率高、发酵清液得率高、生产成本低。另外,本发明还可以减少厂区粉尘污染,对改善环境有明显的效果。本发明适用于我国柠檬酸行业,尤其是适用于我国的中南部地区,不仅为柠檬素生产厂家提供了一种新的原料,也为早稻米的工业应用开辟了一条新途径。

Description

以稻米为原料生产柠檬酸的发酵工艺

本发明涉及一种柠檬酸生产发酵工艺，特别是涉及一种以稻米为原料生产柠檬酸的发酵工艺。

目前国内柠檬酸生产通常采用的原料有薯干粉、小麦粉、玉米粉等几种。中国专利85108564“用黑曲霉发酵联产薯蓣皂素和柠檬酸”、中国专利92110021“利用小麦粉生产柠檬酸的方法”和中国专利95111000“一种柠檬酸或柠檬酸钠的制备方法”分别公开了利用薯干粉、小麦粉和玉米粉生产柠檬酸的工艺方法。众所周知，我国薯干、小麦和玉米的主产区均分布在北方，对于我国南方的柠檬酸厂家来说，采用上述专利技术利用薯干、小麦和玉米生产柠檬酸会遇到许多不利因素，首先由于原料运费使生产成本增大；其二，由于南方气候潮湿，原料(尤其是薯干)极易受潮霉变，原料发生霉变后不仅降低了本身的淀粉含量，而且会产生毒素，直接影响生产菌株的正常发酵，其结果是轻则降低柠檬酸产量，重则引起倒罐事故，造成重大的经济损失。

本发明的目的在于提供一种以稻米为原料且产酸率高的柠檬酸发酵工艺。本发明普遍适用于我国柠檬酸行业，尤其适用于我国的中南部地区，为当地早稻米的工业应用开辟了一条新途径。长期以来，我国湖南、湖北等省区的早稻米库存量严重过剩，不仅占用了大量的国家储备粮资金，而且每年还面对相当大的收购压力，急需找到一条能够开发利用早稻米的方法。

本发明的目的是通过下述工艺流程实现的：原料预处理—调浆—液化—过滤—制备培养基—发酵。其中：原料预处理：将原料稻米浸泡、漂洗后，通过湿法或干法粉碎成米粉浆或米粉。若采用干法粉碎，粉碎后的米粉过60目筛。调浆：对预处理后的米粉或米粉浆加水调整浓度，使其浓度达到10～30％之间。液化：将浓度为10-30％的米粉浆输送至液化装置，并将其pH值调节为5.5～7.0。使米粉浆升温至60℃，按每克米粉4～20个单位在米粉浆中加入中温或高温α-淀粉酶。采用连续喷射液化或间歇液化工艺进行液化，液化温度控制在80～130℃之间，液化DE值3～95％。过滤：液化完成后，对液化液采用带式过滤机或板框进行过滤，滤清液用来发酵，过滤湿渣用于配制培养基或制成大米蛋白粉。制备培养基：配方一：由未经过滤的液化液和过滤后的液化液组成，两种成分的加量按总发酵体积的百分比分配，其中未经过滤的液化液占10～40％，再用过滤后的滤清液定容至发酵体积；配方二：由过滤后的液化液和过滤湿渣组成，其中过滤湿渣的加量为总发酵体积的0.5～8％；配方三：将过滤后的滤清液打入发酵装置，然后补充占总发酵体积0.1～10％的有机氮源或0.01～2.0％无机氮源；培养基调配好后，开动搅拌，使其均匀混合，然后升温至85～120℃，灭菌10～30分钟之后快速降温；所述的发酵工序包括：培养基灭菌后开动搅拌，待其降温到36～38℃时，采用孢子接种或菌丝接种的方法接入黑曲霉菌种，开始通风供氧发酵，发酵温度控制在35～38℃。发酵液中柠檬酸由通用的钙盐法提取。

本发明与以薯干粉和玉米粉为原料的柠檬酸生产工艺相比，发酵产酸率提高16％，发酵清液得率比薯干粉发酵法提高12％，因此不增加发酵设备即可增加产量，降低能耗。本发明的另一个优点是，发酵液稀薄、易过滤且颜色浅，可省去提取过程的脱色工序。我国南方地区的柠檬酸厂家采用本发明，可获得原料易得且便于贮藏、工艺简单、提高产量、发酵清液得率高、降低能耗及成本等多方面的益处，另外，以稻米为原料生产柠檬酸，还可以减少厂区粉尘污染，对改善环境有明显的效果。本发明还可以在一定程度上解决我国南方早稻米积压问题，减少国家每年需支付的大量储存粮补贴费用，具有稳定农业生产，造福当地百姓的意义。

下面通过最佳实施例进一步具体说明本发明：

实施例一：稻米预处理：将早稻米加水浸泡、漂洗后，粉碎成米粉浆。米粉浆加水调成浓度为20％的浆液，经输送管道送至液化装置；液化：将浓度为20％的米粉浆的pH值调节为7.0，然后用蒸汽使其升温至60℃，再按每克稻米10单位加入高温α-淀粉酶，继续升温到95℃后，维持该温度30分钟。过滤：将液化后得到的米粉液化液用板框加压过滤，所得的滤清液供发酵用，过滤湿渣部分用于发酵，剩下的湿渣烘干，制成大米蛋白粉；配制培养基：将滤清液打入发酵罐，并且加入相当于发酵体积8％的过滤湿渣，开动搅拌使二者混合均匀，定容后升温到105℃灭菌30分钟，然后快速降温；发酵：培养基灭菌后快速冷却到36℃，采用菌丝接种的方式接入黑曲霉菌种，在此温度下发酵64小时，产酸率14.1％，转化率96.4％，发酵液中的柠檬酸用钙盐法提取。

实施例二：稻米预处理：将早稻米加水浸泡、漂洗后，粉碎成米粉浆。米粉浆加水调成浓度为18％的浆液，经输送管道送至液化装置；液化：将浓度为18％的米粉浆pH值调节为6.2，然后用蒸汽使其升温至60℃。按每克稻米8单位加入高温α-淀粉酶，继续升温到95℃，维持该温度30分钟；过滤：将液化后得到的米粉液化液，用板框加压过滤，所得的滤清液供发酵用。将剩下的过滤湿渣烘干，制成大米蛋白粉；配制培养基：在发酵罐中打入占发酵罐总容积60％的过滤清液和40％的未经过滤的米粉液化液，开动搅拌混合均匀后，升温到100℃灭菌30分钟；发酵：培养基灭菌后快速冷却到37℃，采用菌丝接种方式接入黑曲霉菌种，在此温度下发酵68小时，产酸率14.5％，转化率95.8％，发酵液中的柠檬酸用钙盐法提取。

实施例三：稻米预处理：将早稻米加水浸泡、漂洗后，粉碎成米粉浆。米粉浆加水调成浓度为22％的浆液，经输送管道送至液化装置；液化：将浓度为22％的米粉浆的pH值调节为6.5，然后用蒸汽使其升温至60℃，再按每克稻米12单位加入高温α-淀粉酶，继续升温到95℃后，维持该温度30分钟。过滤：将液化后得到的米粉液化液用板框加压过滤，所得的滤清液供发酵用。将剩下的过滤湿渣烘干，制成大米蛋白粉；配制培养基：将滤清液打入发酵罐，并且加入相当于发酵体积10％的小麦麸皮，开动搅拌使二者混合均匀，定容后升温到105℃灭菌30分钟，然后快速降温；发酵：培养基灭菌后急速冷却到36℃，采用孢子接种的方式接入黑曲霉菌种，在此温度下发酵65小时，产酸率14％，转化率97％，发酵液中的柠檬酸用钙盐法提取。

实施例四：稻米预处理：将早稻米加水浸泡、漂洗后，粉碎成米粉浆。米粉浆加水调成浓度为25％的浆液，经输送管道送至液化装置；液化：将浓度为25％的米粉浆的pH值调节为6.5，然后用蒸汽使其升温至60℃，再按每克稻米12单位加入高温α-淀粉酶，继续升温到95℃后，维持该温度30分钟。过滤：将液化后得到的米粉液化液用带式过滤机过滤，所得的滤清液供发酵用。将剩下的过滤湿渣烘干，制成大米蛋白粉；配制培养基：将滤清液打入发酵罐，并且加入相当于发酵体积1％的硫酸铵，开动搅拌使其溶解，定容后升温到105℃灭菌30分钟，然后快速降温；发酵：培养基灭菌后急速冷却到36℃，采用孢子接种的方式接入黑曲霉菌种，在此温度下发酵65小时，产酸率13.8％，转化率95％，发酵液中的柠檬酸用钙盐法提取。

Claims (1)

1.一种柠檬酸生产发酵工艺，包括原料预处理、调浆、液化、过滤、制备培养基和发酵等工序，其特征在于：所述的原料预处理工序包括：将原料稻米浸泡、漂洗后，通过湿法或干法粉碎将其粉碎成米粉浆或米粉，若采用干法粉碎，粉碎后的米粉过60目筛；所述的调浆工序包括：对预处理后的米粉或米粉浆加水调整浓度，使其浓度处于10～30％之间；所述的液化工序包括：将浓度为10～30％的米粉浆输送至液化装置，并将其pH值调节为5.5～7.0，使米粉浆升温至60℃，按每克米粉4～20个单位在米粉浆中加入中温或高温α-淀粉酶，采用连续喷射液化或间歇液化工艺进行液化，液化温度控制在80～130℃之间，液化DE值3～95％；所述的过滤工序包括：对液化液用带式过滤机或板框进行过滤，滤清液用来发酵，过滤湿渣用于配制培养基或制成大米蛋白粉；所述的制备培养基工序包括：配方一：由未经过滤的液化液和过滤后的液化液组成，两种成分的加量按总发酵体积的百分比分配，其中未经过滤的液化液占10～40％，再用过滤后的滤清液定容至发酵体积；配方二：由过滤后的液化液和过滤湿渣组成，其中过滤湿渣的加量为总发酵体积的0.5～8％；配方三：将过滤后的滤清液打入发酵装置，然后补充占总发酵体积0.1～10％的有机氮源或0.01～2.0％无机氮源；培养基调配好后，开动搅拌，使其均匀混合，然后升温至85～120℃，灭菌10～30分钟之后快速降温；所述的发酵工序包括：培养基灭菌后开动搅拌，待其降温到36～38℃时，采用孢子接种或菌丝接种的方法接入黑曲霉菌种，开始通风供氧发酵，发酵温度控制在35～38℃。