[发明专利]一种发酵制备柠檬酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵制备柠檬酸的方法。

背景技术

柠檬酸是有机酸中第一大酸，由于物理、化学等方面的优异性能，广泛应用于医药、化学、电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域。

目前柠檬酸发酵行业采取的发酵技术通常为一次投料一次放料的间歇式液体深层二级发酵技术。其发酵过程为：将淀粉质原料酶解制备种子培养基和发酵培养基；在种子罐中接入黑曲霉，扩大培养后转接种到发酵罐中进行发酵生产柠檬酸，发酵停止后发酵液经板框分离出菌体残渣和发酵清液，发酵清液进入后续工序提取柠檬酸，菌体残渣进入饲料烘干工序。

但采用现有技术生产柠檬酸，柠檬酸的产量、发酵强度和发酵转化率均较低，并且发酵周期长。

发明内容

本发明的目的在于克服采用现有技术生产的柠檬酸产量低、发酵强度低、发酵转化率低以及发酵周期长的缺点，提供一种发酵制备柠檬酸的方法，以提高柠檬酸的产量、发酵强度、发酵转化率以及缩短发酵周期。

本发明的发明人发现，采用现有技术生产的柠檬酸产量低、发酵强度低、发酵转化率低以及发酵周期长的一个重要原因是：随着发酵的进行，发酵液中柠檬酸的浓度会越来越高，由于现有黑曲霉种子的耐酸能力在13.5重量%左右，所以当柠檬酸的浓度达到13.5重量%左右时，将会对菌体的活性产生严重地抑制作用，使菌体耗糖和产酸速率均下降，从而会影响柠檬酸的合成，最终影响柠檬酸的产量、发酵强度、发酵转化率以及延长发酵周期。

因此，为了解决上述问题，本发明提供了一种发酵制备柠檬酸的方法，该方法包括，在生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，将发酵过程中产生的柠檬酸进行分离，并使得在发酵过程中以及发酵终点发酵液中柠檬酸的浓度不高于13.5重量%。

优选地，将发酵过程中产生的柠檬酸进行分离，并使得在发酵过程中以及发酵终点发酵液中柠檬酸的浓度不高于12重量%。

采用上述技术方案来生产柠檬酸，实现了对发酵液中柠檬酸浓度的控制，有效地提高了柠檬酸的产量、发酵强度、发酵转化率以及缩短了发酵周期。例如，以实施例3和对比例1为例，在其他生产条件相同的情况下对比，柠檬酸的产量由原来的34.75吨提高到了35.27吨，发酵强度由原来的2.21Kg/m³·h提高到了2.82Kg/m³·h，发酵转化率由原来的95.2%提高到了96.4%，同时发酵周期由原来的63小时短短到了50小时。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明，提供了一种发酵制备柠檬酸的方法，该方法包括在生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，将发酵过程中产生的柠檬酸进行分离，并使得在发酵过程中以及发酵终点发酵液中柠檬酸的浓度不高于13.5重量%。

本发明的发明人发现，随着发酵的进行，发酵液中柠檬酸的浓度会越来越高，由于现有黑曲霉种子的耐酸能力在13.5重量%左右，所以当柠檬酸的浓度达到13.5重量%左右时，将对菌体的活性产生严重地抑制作用，使菌体耗糖和产酸速率均下降，最终影响发酵效率。所以，将发酵过程中产生的柠檬酸进行分离并保证发酵液中柠檬酸的浓度处于一定范围内是提高发酵效率的关键。

根据本发明，在发酵过程中，为了使黑曲霉的活性发挥最大的作用，所以，要对发酵过程中产生的柠檬酸进行分离，所述分离的方式可以是间歇性地，也可以是连续性地，只要使得在发酵过程中以及发酵终点发酵液中柠檬酸的浓度不高于13.5重量%即可，优选情况下，为了进一步增加黑曲霉的活性，使得在发酵过程中以及发酵终点发酵液中柠檬酸的浓度不高于12重量%。

优选地，采用连续性的方式对发酵过程中产生的柠檬酸进行分离。