CN103382491A - 一种柠檬酸的生产方法 - Google Patents
一种柠檬酸的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103382491A CN103382491A CN2013102758419A CN201310275841A CN103382491A CN 103382491 A CN103382491 A CN 103382491A CN 2013102758419 A CN2013102758419 A CN 2013102758419A CN 201310275841 A CN201310275841 A CN 201310275841A CN 103382491 A CN103382491 A CN 103382491A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- citric acid
- culture medium
- seed culture
- medium
- fermentation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生产柠檬酸的方法，包括如下步骤：a、在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基包括以下重量份的物质：葡萄糖母液7-20%、大豆蛋白水解物5-30‰、MnSO42-4‰、(NH)2SO41-10%、余量为水；b、在上述发酵培养基中接入发酵种子培养基，进行发酵培养得到柠檬酸。本发明采用上述技术方案，采用葡萄糖母液为原料代替公知的柠檬酸发酵培养基中的原料葡萄糖，对柠檬发酵培养基的成分，性能，功效等几乎没有任何影响，与糖液发酵生产的柠檬酸比较更有品质保障，可明显降低原料成本，还可以合理综合利用玉米深加工过程的副产品资源，减少环境污染和污水处理费用，缓解玉米综合加工中污水处理的压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种柠檬酸的生产方法，属于玉米深加工综合利用领域。
背景技术
我国是农业大国，农产品资源丰富，主要农产品的总产量、商品量均居世界前列，因此农产品深加工是大有发展前途的产业。
我国玉米种植面积和总产量仅次于美国，居世界第二位。玉米在我国分布很广，南自北纬18度的海南岛，北至北纬53度的黑龙江省的黑河以北，东起台湾和沿海省份，西到新疆及青藏高原，都有一定面积。
玉米子粒中的淀粉含量达70％以上，有直链和支链淀粉两种类型。各有重要的用途，国内外的玉米淀粉工业均发展很快。淀粉是食品、医药、化工等行业必不可少的原料。新兴的玉米制糖工业，也以玉米淀粉为原料。玉米的用途已渗透到工农业的各个部分，玉米生产的好坏，对国民经济构成了巨大影响。
柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。由于物理性能、化学性能、衍生物的性能，是广泛应用于食品、医药、日化等行业最重要的有机酸。
中国的柠檬酸产业，较早地进入了国际市场，经过多年的努力和奋斗已成为世界第一的生产和出口大国。柠檬酸是多用途的有机酸, 目前国内外非常紧俏。近年来受各种发酵工业飞速发展和原料涨价等的影响, 导致成本上升, 故急待开发新的原料以降低生产成本。
近年来，国际上生产柠檬酸的企业大多采用直接发酵法，柠檬酸发酵生产分发酵和提取两部分。
柠檬酸的发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种。
但是，柠檬酸的工业发酵中仍然需要面对很多问题，其中居首位的是原料问题。我们目前主要的原料是木薯和玉米。前者仍是粗料发酵，它带来了一系列固有的缺陷，如培养基营养成分的波动；大量不参与生化反应的杂质空耗能源，并给提取增加诸多负担；发酵液总糖浓度偏低，影响了发酵指数和设备利用率；发酵液滤渣价值很低，难以综合利用等等。玉米原料也只能算是半精料发酵，为了调整氮源，还要将一定比例的玉米粉直接进罐。由于要追求尽可能高的液化收率，总糖浓度也无法调高，致使我们的发酵产酸，至今停留在较低的水平。玉米原料的综合利用也是个大问题，除利用了淀粉之外，将其余部分都制成了廉价的饲料。所以，根据各厂实际，选用更适合的原料，提高资源利用率，是很迫切的问题。
葡萄糖母液是由玉米淀粉生产结晶葡萄糖生产过程中，分离出结晶葡萄糖后的原始母液。由于葡萄糖母液是葡萄糖工业生产的废液, 因其纯度低、杂质多而无法再结晶,只能排放。但葡萄糖母液浓度为70Be左右，含糖量为86%左右，直接排放显然会造成资源浪费及环境污染。
发明内容
本发明要解决的问题是针对上述技术问题的不足，提供一种能够进一步降低柠檬酸生产的原料成本和生产配备设备投资，能够综合回收玉米深加工
中的副产品资源，节能环保的柠檬酸的生产方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种生产柠檬酸的方法，包括如下步骤：
a、在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基包括以下重量份的物质：葡萄糖母液7-20%、大豆蛋白水解物5-30‰、MnSO4 2-4‰、(NH)2SO4 1-10%、余量为水；
b、在上述发酵培养基中接入发酵种子培养基，进行发酵培养得到柠檬酸。
以下是本发明的进一步改进：
步骤b中接入的发酵种子培养基的体积占发酵培养基总体积的10%-20%，发酵温度为34-38℃，发酵周期为70小时，发酵罐内单位体积的溶氧量为20-30%。
进一步改进：
所述发酵种子培养基的培养步骤如下：
（1）、制备种子培养基；
（2）、黑曲霉单菌落培养，通过在平板种子培养基上进行划线培养出黑曲霉单菌；
（3）、黑曲霉单菌落活化，挑取单菌落接种到活化培养基中进行活化；
（4）、将活化后的黑曲霉接种到斜面种子培养基进行种子的传代；
（5）、待菌种培养好以后，用接种环刮取菌种，刮取菌种1-10环到灭菌后的纯水内，然后将含有菌种的水倒入步骤（1）中制备好的种子培养基内；
（6）、将步骤（5）中含有黑曲霉菌种的种子培养基倒入发酵罐中进行发酵得到发酵种子培养基。
进一步改进：
发酵种子培养基的培养步骤（1）中所述的种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
葡萄糖母液：7-20%；
大豆蛋白水解物：0.45-9‰；
MnSO4：2-4‰；
MgSO4：1-2‰；
余量为水。
进一步改进：
发酵种子培养基的培养步骤（2）中所述的平板种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
大豆蛋白水解物：5-30‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
琼脂：10-25%；
余量为水。
进一步改进：
所述平板种子培养基的pH控制在7.5，培养温度控制在30℃-40℃，培养时间为3-10天。
进一步改进：
所述发酵种子培养基的培养步骤（3）中所述的活化培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
MnSO4：2-4‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
余量为水。
进一步改进：
所述活化培养基的pH控制在7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间3-10天。
进一步改进：
所述发酵种子培养基的培养步骤（4）中所述的斜面种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
(NH4)2SO4：1-10%；
FeCl2：0.01-0.1‰；
琼脂：10-25%；
余量为水。
进一步改进：
所述斜面种子培养基的pH控制为7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间3-10天。
本发明采用上述技术方案，采用葡萄糖母液为原料代替公知的柠檬酸发酵培养基中的原料葡萄糖，对柠檬发酵培养基的成分，性能，功效等几乎没有任何影响，与糖液发酵生产的柠檬酸比较更有品质保障，可明显降低原料成本，还可以合理综合利用玉米深加工过程的副产品资源，减少环境污染和污水处理费用，缓解玉米综合加工中污水处理的压力。
具体实施方式：
实施例，一种生产柠檬酸的方法，包括如下步骤：
1、在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基包括以下重量份的物质：葡
萄糖母液7-20%、大豆蛋白水解物5-30‰、MnSO4 2-4‰、(NH)2SO4 1-10%、余量为水。
2、在上述发酵培养基中接入发酵种子培养基，接入发酵种子培养的体积占
发酵培养基总体积的10%-20%，发酵温度控制在34-38℃，发酵周期为70小时，发酵罐内单位体积内的溶氧量控制在20-30%。
所述发酵种子培养基的培养步骤如下：
1、制备种子培养基，取以下重量份的物质混合得到种子培养基：葡萄糖母液：7-20%，大豆蛋白水解物：0.45-9‰，MnSO4：2-4‰，MgSO4：1-2‰，余量为水，将制备好的种子培养基放置待用。
2、黑曲霉单菌落培养，黑曲霉菌种在存储时间过久后需要进行活化，菌
种的活化主要是在平板种子培养基上进行。所述平板种子培养基为完全培养基，为黑曲霉生长提供所需的各种微量元素及碳源和氮源，在平板种子培养基上进行划线，培养出黑曲霉单菌。
所述平板种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
大豆蛋白水解物：5-30‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
琼脂：10-25%；
余量为水。
所述平板种子培养基的pH控制在7.5，培养温度控制在30℃-40℃，培养时间为3-10天。
3、黑曲霉单菌落活化，挑取单菌落接种到活化培养基中进行活化。活化培养基除提供菌体生长的必须的碳源，氮源，微量元素之外还提供一些促进柠檬酸生产的微量元素。
所述活化培养基主要成分重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
MnSO4：2-4‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
余量为水。
所述活化培养基的pH控制7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间在3-10天。
4、将活化后的黑曲霉接种到斜面种子培养基。斜面种子培养基为完全培养基，其中含有有机和无机养分源，例如碳源，氮源和其他微量养分，主要用于种子的传代，储存。所述斜面种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
(NH4)2SO4：1-10%；
FeCl2：0.01-0.1‰；
琼脂：10-25%；
余量为水。
所述斜面种子培养基的pH控制7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间在3-10天。
将菌种在斜面种子培养基中培养好后，菌种在培养基上呈现黑色，毛糙感，在培养基上层会出现白色的菌丝体。
5、待菌种培养好以后，用接种环刮取菌种，刮取菌种1-10环到灭菌后的纯水内，然后将水倒入配置好的种子培养基内。
将上述种子培养基放入到体积为30m3 的立式发酵罐，同时控制温度在30-40℃ ，培养时间为1-4天，控制 pH在6.5-8.5，黑曲霉在种子培养基中培养到合适的产酸，产酸率达到1.1-3.1g/dL后可得到发酵种子培养基，然后可以接种到发酵培养基中。
发酵种子培养主要是用于扩大黑曲霉菌的数量，使得后期的发酵中有足够的菌进行发酵。一般情况下，在发酵种子培养基中培养大约20小时到30小时后便可以接种到发酵培养基，此时菌体量与产酸都比较合适。
以下是本发明采用葡萄糖母液制备的发酵培养基生产柠檬酸与采用公知的采用葡萄糖制备的发酵培养基发酵生产柠檬酸的技术指标对比如下：
| 指标 | 本发明 | 公知技术 |
| 发酵温度 | 34-38℃ | 34-38℃ |
| 发酵周期 | 70小时 | 68小时 |
| 接入菌种量 | 10-20% | 33% |
| 产酸率（g/dl） | 13% | 15% |
| 糖酸转化率 | 95% | 96% |
与现有公知方法相比较，每吨柠檬酸可降低成本900元，全年可增加利润1000万元。同时综合利用了葡萄糖生产***中排出的废母液，减少了废液处理费用，年节约污水处理费50万元。还可以减少公知技术所需配套的液糖生产装置的投资建设费用3600万元。
采用本发明所述的葡萄糖母液为原料代替公知的柠檬酸发酵培养基中的原料葡萄糖，对柠檬发酵培养基的成分，性能，功效等几乎没有任何影响。
经研究测试和现场应用实验证明，由于葡萄糖母液中残留有少量的多糖，当菌种刚刚转入发酵罐发酵时，可能不太适应，因此，在发酵的前期会观察到产酸较慢的情况。但是在发酵的中后期，柠檬酸的产生速度会慢慢的提高，最后也会达到其他培养基所能达到的产酸量。对发酵的产品和最终结果不会产生负面影响。
采用本发明所述葡萄糖母液制备的培养基发酵生产的柠檬酸产品质量如下：
柠檬酸产品：
| 指标名称 | 国标 | 本发明方法 |
| 柠檬酸含量（%） | 99.5-101 | 99.6 |
| 澄清度 | 澄清 | 澄清 |
| 样液色泽 | 合格 | |
| 水分 | ≤1.0 | 0.5 |
| 易碳化物（%，≤） | 不深于标准 | 不深于标准 |
| 硫酸灰分，%，≤ | 0.07 | 0.05 |
| 硫酸盐，%，≤ | 0.02 | 0.011 |
| 钙盐，%，≤ | 符合实验 | 符合实验 |
| 铁，≤ | 0.001% | 0.001% |
采用本发明所述的葡萄糖母液生产柠檬酸的方法，可以合理综合利用玉米深加工过程的副产品资源，减少环境污染和污水处理费用，可明显降低原料成本，减少配套设备投资，降低玉米综合加工中污水处理的压力，其产品含杂质少，与糖液发酵生产的柠檬酸比较更有品质保障。
Claims (10)
1.一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、在发酵罐中加入发酵培养基，所述发酵培养基包括以下重量份的物质：葡萄糖母液7-20%、大豆蛋白水解物5-30‰、MnSO4 2-4‰、(NH)2SO4 1-10%、余量为水；
b、在上述发酵培养基中接入发酵种子培养基，进行发酵培养得到柠檬酸。
2.根据权利要求1所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤b中接入的发酵种子培养基的体积占发酵培养基总体积的10%-20%，发酵温度为34-38℃，发酵周期为70小时，发酵罐内单位体积的溶氧量为20-30%。
3.根据权利要求1所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述发酵种子培养基的培养步骤如下：
（1）、制备种子培养基；
（2）、黑曲霉单菌落培养，通过在平板种子培养基上进行划线培养出黑曲霉单菌；
（3）、黑曲霉单菌落活化，挑取单菌落接种到活化培养基中进行活化；
（4）、将活化后的黑曲霉接种到斜面种子培养基进行种子的传代；
（5）、待菌种培养好以后，用接种环刮取菌种，刮取菌种1-10环到灭菌后的纯水内，然后将含有菌种的水倒入步骤（1）中制备好的种子培养基内；
（6）、将步骤（5）中含有黑曲霉菌种的种子培养基倒入发酵罐中进行发酵得到发酵种子培养基。
4.根据权利要求3所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：发酵
种子培养基的培养步骤（1）中所述的种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
葡萄糖母液：7-20%；
大豆蛋白水解物：0.45-9‰；
MnSO4：2-4‰；
MgSO4：1-2‰；
余量为水。
5.根据权利要求3所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：发酵种
子培养基的培养步骤（2）中所述的平板种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
大豆蛋白水解物：5-30‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
琼脂：10-25%；
余量为水。
6.根据权利要求5所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述平
板种子培养基的pH控制在7.5，培养温度控制在30℃-40℃，培养时间为3-10天。
7.根据权利要求3所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述发酵种子培养基的培养步骤（3）中所述的活化培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
MnSO4：2-4‰；
(NH4)2SO4：1-10%；
余量为水。
8.根据权利要求7所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述活化培养基的pH控制在7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间3-10天。
9.根据权利要求3所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述发酵种子培养基的培养步骤（4）中所述的斜面种子培养基主要成分的重量百分含量如下：
麦芽汁：10-30%；
(NH4)2SO4：1-10%；
FeCl2：0.01-0.1‰；
琼脂：10-25%；
余量为水。
10.根据权利要求9所述的一种生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述斜面种子培养基的pH控制为7.5，培养温度控制在30℃-40℃，控制培养时间3-10天。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310275841.9A CN103382491B (zh) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | 一种柠檬酸的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310275841.9A CN103382491B (zh) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | 一种柠檬酸的生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103382491A true CN103382491A (zh) | 2013-11-06 |
| CN103382491B CN103382491B (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=49490419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310275841.9A Active CN103382491B (zh) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | 一种柠檬酸的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103382491B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561140A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 中粮营养健康研究院有限公司 | 一种发酵制备柠檬酸的方法 |
| CN107221723A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-29 | 合肥尚强电气科技有限公司 | 一种生物发酵法回收铅蓄电池中铅的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3622455A (en) * | 1967-12-19 | 1971-11-23 | Mitsui Sugar Co | Process for the production of citric acid by fermentation |
| CN102443611A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种柠檬酸的生产方法 |
-
2013
- 2013-07-03 CN CN201310275841.9A patent/CN103382491B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3622455A (en) * | 1967-12-19 | 1971-11-23 | Mitsui Sugar Co | Process for the production of citric acid by fermentation |
| CN102443611A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种柠檬酸的生产方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱亨政等: "葡萄糖母液摇瓶发酵生产柠檬酸", 《微生物学通报》 * |
| 王岁楼等: "影响葡萄糖母液发酵柠檬酸的因素初探", 《郑州粮食学院学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561140A (zh) * | 2013-10-23 | 2015-04-29 | 中粮营养健康研究院有限公司 | 一种发酵制备柠檬酸的方法 |
| CN104561140B (zh) * | 2013-10-23 | 2018-03-06 | 中粮营养健康研究院有限公司 | 一种发酵制备柠檬酸的方法 |
| CN107221723A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-29 | 合肥尚强电气科技有限公司 | 一种生物发酵法回收铅蓄电池中铅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103382491B (zh) | 2015-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102703518B (zh) | 木薯渣混合糖蜜固体发酵生产酒精和栽培食用菌的方法 | |
| CN1322108C (zh) | 香菇液体菌种的深层发酵培养方法及其培养基 | |
| CN105110961A (zh) | 一种香菇液体发酵培养基及其生产香菇的方法 | |
| CN101270370A (zh) | 木薯渣生产酒精和栽培食用菌的方法 | |
| CN106306361A (zh) | 一种生物发酵饲料的制备方法 | |
| CN103614447B (zh) | 一种利用甘蔗糖蜜替代部分玉米淀粉的金霉素发酵生产方法 | |
| CN102533889A (zh) | 一种赖氨酸连续发酵的方法 | |
| CN106348817B (zh) | 一种以玉米淀粉糖下脚料制备液体生物肥料的工艺 | |
| CN103290070A (zh) | 一种连续流加补料发酵生产柠檬酸的方法 | |
| CN103382491B (zh) | 一种柠檬酸的生产方法 | |
| CN104561140B (zh) | 一种发酵制备柠檬酸的方法 | |
| CN102399702A (zh) | 一种黑曲霉及其应用及发酵制备柠檬酸的方法 | |
| CN103461654A (zh) | 一种玉米浆生产酒糟蛋白饲料的方法 | |
| CN103952447A (zh) | 一种利用厌氧条件下发酵生产丁二酸的方法 | |
| CN101638674B (zh) | 一种利用蔗糖水解物发酵法生产柠檬酸的方法 | |
| CN103771921B (zh) | 一种利用海滨锦葵秸杆制备的人工草炭及制备方法和应用 | |
| CN103343151B (zh) | 一种细菌纤维素薄膜的液体培养基制备方法 | |
| CN105586367A (zh) | 一种基于pH响应阶段添加糖化酶发酵生产柠檬酸的方法 | |
| CN101638675A (zh) | 一种蔗糖发酵法生产柠檬酸的方法 | |
| CN101659970B (zh) | 阿维菌素发酵废水和侧耳素发酵废水循环处理方法 | |
| CN107647086A (zh) | 一种采用多菌种混合培养生产微生物饲料添加剂的方法 | |
| CN103436567A (zh) | 利用固定化米曲霉发酵糖蜜生产曲酸的方法 | |
| CN110564804B (zh) | 一种用于生产核黄素的清液发酵培养基及发酵方法 | |
| CN101880634A (zh) | 以玉米浸泡水生产饲料酵母的方法 | |
| CN102653477A (zh) | 一种酒糟型生物有机肥的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170509 Address after: 262700 Shouguang Development Zone, Weifang, Shandong, Shandong Patentee after: Shouguang golden Far East Starch Co. Ltd. Address before: 262700 Shandong city in Weifang Province, Shouguang City emerging Street No. 150 Patentee before: Shandong Shouguang Juneng Group Golden Corn Co., Ltd. |