遼寧檸檬酸發酵的過程介紹。
2017-12-14 來自: 沈陽邦多科技有限公司 瀏覽次數:1339
1、檸檬酸的發酵機理1940年H.A.克雷伯斯提出三羧酸循環學說以來,檸檬酸的發酵機理逐漸被人們所認識。已經證明,糖質原料生成檸檬酸的生化過程中,由糖變成丙 酮酸的過程與酒精發酵相同,亦即通過E-M途徑(雙磷酸己糖途徑)進行酵解,然后丙 酮酸進一步氧化脫羧生成乙酰輔酶 A,乙酰輔酶 A和丙 酮酸羧化所生成的草酰乙酸縮合成為檸檬酸并進入三羧酸循環途徑。 檸檬酸是代謝過程中的中間產物。在發酵過程中,當微生物的烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶活性很低,而檸檬酸合成酶活性很高時,才有利于檸檬酸的大量積累。
2、檸檬酸發酵生產過程
(1)發酵,發酵有固態發酵、液態淺盤發酵和深層發酵 3種方法。固態發酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農副產品為原料,配好培養基后,在常壓下蒸煮,冷卻至接種溫度,接入種曲,裝入曲盤,在一定溫度和濕度條件下發酵。采用固態發酵生產檸檬酸,設備簡單,操作容易。液態淺盤發酵多以糖蜜為原料,其生產方法是將滅菌的培養液通過管道轉入一個個發酵盤中,接入菌種,待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發酵。發酵時要求在發酵室內通入無菌空氣。深層發酵生產檸檬酸的主體設備是發酵罐?,F多采用通用發酵罐。它的主要部件包括罐體、攪拌器、冷卻裝置、空氣分布裝置、消泡器,軸封及其他附屬裝置。發酵罐徑高比例一般是1:2.5,應能承受一定的壓力,并有良好的密封性。除通用式發酵罐外,還可采用帶升式發酵罐、塔式發酵罐和噴射自吸式發酵罐等。
為了得到產檸檬酸的優良菌種,通常是從不同地區采集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選,然后通過物理和化學方法進行菌種選育。菌種適合在高濃度下發酵,產酸水平較高。
檸檬酸的發酵因菌種、工藝、原料而異,但在發酵過程中還需要掌握一定的溫度、通風量及pH值等條件。一般認為,黑曲霉適合在28~30℃時產酸。溫度過高會導致菌體大量繁殖,糖被大量消耗以致產酸降低,同時還生成較多的草酸和葡萄糖酸;溫度過低則發酵時間延長。微生物生成檸檬酸要求低pH,最適pH為2~4,這不僅有利于生成檸檬酸,減少草酸等雜酸的形成,同時可避免雜菌的污染。檸檬酸發酵要求較強的通風條件,有利于在發酵液中維持一定的溶解氧量。通風和攪拌是增加培養基內溶解氧的主要方法。
隨著菌體生成,發酵液中的溶解氧會逐漸降低,從而抑制了檸檬酸的合成。采用增加空氣流速及攪拌速度的方法,使培養液中溶解氧達到60%飽和度對產酸有利。檸檬酸生成和菌體形態有密切關系,若發酵后期形成正常的菌球體,有利于降低發酵液粘度而增加溶解氧,因而產酸就高;若出現異狀菌絲體,而且菌體大量繁殖,造成溶解氧降低,使產酸迅速下降。發酵液中金屬離子的含量對檸檬酸的合成有非常重要的作用,過量的金屬離子引起產酸率的降低, 由于鐵離子能刺激烏頭酸水合酶的活性,從而影響檸檬酸的積累。檸檬酸發酵用的糖蜜原料,因含有大量金屬離子,必須應用離子交換法或添加亞鐵氰 化鉀脫鐵方能使用。然而微量的鋅、銅離子又可以促進產酸。
(2)提取,在檸檬酸發酵液中,除了主要產物外,還含有其他代謝產物和一些雜質,如草酸、葡萄糖酸、蛋白質、膠體物質等,成分十分復雜,必須通過物理和化學方法將檸檬酸提取出來。大多數工廠仍是采用碳酸鈣中和及硫酸酸解的工藝提取檸檬酸。除此之外,還研究成功用萃取法、電滲析法和離子交換法提取檸檬酸。