CN105586368B - 一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其主要步骤为：（1）将高粱籽粒进行粉碎后所得高粱粉与50～90℃热水，加入α—淀粉酶；（2）将所得粉浆经过两次喷射；（3）将所得液化液，用热水将总糖浓度稀释到8～12%，总氮为0.15～0.4%，配制成种子培养基；（4）将所得液化液和脱色糖液混合；将所得种子液转接至发酵培养基中，发酵培养结束后得到发酵液；（5）将所得发酵液经固液分离去除固形物，提取得到柠檬酸。该方法与玉米生产柠檬酸相比，转化率、生产周期相近，产品质量稳定、生产成本较低；是替代玉米、木薯等淀粉质原料生产柠檬酸的合适原料，为企业生产柠檬酸增加了原料选择途径。

Description

一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体地说，涉及一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法。

背景技术

柠檬酸是世界上生产量和使用量最大的有机酸，是一种重要的化工产品，具有广泛的用途。柠檬酸主要用于食品工业，如酸味剂、缓冲剂、抗氧化剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等，而且医药、饲料、化工、电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域都有十分广阔的应用，市场需求量逐年增加。我国是最大的柠檬酸生产和出口国，生产工艺先进，市场竞争力强，特别是独创以玉米、薯干等淀粉质原料的深层发酵指数居世界前列。

当前，国内企业生产柠檬酸的最主要淀粉质原料为玉米。然而，随着玉米价格的快速攀升，原料已经成为柠檬酸成品的主要成本。因此，柠檬酸生产企业都迫切寻找成本更加低廉的淀粉质原料，甚至采用混合原料发酵。其中，进口木薯的应用较为普遍，但木薯发酵降低了副产品的价值，增加了提取难度。另外，小麦粉逐渐被应用于柠檬酸发酵，并且分离得到的谷元粉附加值较高，但小麦粉的分离效果影响发酵转化率，并且采用小麦粉替代不仅需要新增谷朊粉分离设备，增加投资，原工艺设备无法充分利用。因此，在避免增加和改变原设备和工艺流程的条件下，选择其他价格低廉、产量高、淀粉含量高、易储藏运输、副价值高的原料来替代玉米发酵生产柠檬酸是一个亟待解决的问题。

对比多种淀粉质原料，比较产量、价格、淀粉含量、营养成分、储藏条件、应用范围等多项因素，高粱作为一种非粮农作物，其种植范围广，总产量高，淀粉含量与玉米相近，含氨基酸种类一致，总蛋白质含量稍高，并且易于储藏，是替代玉米的理想原料。但由于高粱籽粒中单宁含量相对较高，影响其应用价值。

单宁也称鞣酸或丹宁酸，呈褐色，具有强烈的苦涩味，影响适口性；单宁能与蛋白质和消化酶结合，影响蛋白质和氨基酸的利用率。正是单宁的存在，使得高粱作为重要的淀粉质作物，却很少作为原料用于发酵生产。因此，要利用高粱籽粒发酵生产柠檬酸，需要克服高粱单宁对菌体生长的抑制作用；消除单宁对提取工序的影响；以及提高副产品的价值。

目前，国内关于高粱籽粒发酵生产柠檬酸的研究较少，也没有其产业化应用的相关报道。在中国公布号为CN102864185A、公布日为2013.01.09的发明专利中，公开了一种利用高粱粉发酵生产柠檬酸的方法，以黑曲霉为生产菌株，将其接入以高粱粉为主要碳源的液体发酵培养基中进行柠檬酸的发酵生产，在发酵罐中进行通风培养，发酵液经过提取后可获得无水柠檬酸或一水柠檬酸结晶。该方法并没有提出和解决高粱单宁对发酵和柠檬酸提取等工序的负面影响，而且所达到的技术效果并不理想，转化率低于93％，其生产应用价值受到严重影响。其次，该方法并不是100％以高粱作为原料，而是以高粱作为主要碳源，需要高粱和玉米两条原料处理生产线，增加运行成本。另外，还需要考虑菌种对高粱的适应性，种子和发酵培养基均需要添加部分玉米原料，工艺相对复杂，增加了控制难度。

发明内容

为克服上述缺点，本发明目的在于提供一种可以完全替代玉米发酵生产柠檬酸的非粮原料的处理方法及生产柠檬酸的方法。该方法不仅可以消除高粱单宁对发酵和柠檬酸提取等工序的负面影响，而且在不增加设备投资和改变原工艺流程的条件下，高粱可以完全替代玉米发酵生产柠檬酸，工艺简单，易控制，并且发酵转化率、生产周期相近，成本降低160元/吨柠檬酸。

为了达到以上目的，本发明人进行大量实验对比发现，添加氢氧化钠和两次高温喷射处理均能使高粱单宁脱毒，降低其对菌体生长的抑制，两种处理方式结合效果更佳。高粱单宁脱毒虽然能降低部分抑制作用，但单宁以及高温喷射产生的有害色素还是会对发酵及提取产生影响。为了进一步减少高粱单宁和色素并调整培养基氮源，将大部分的高粱液化液进行过滤，去掉含单宁含量最多的高粱皮渣；并且将得到的糖液进行活性炭脱色，大幅降低培养基中单宁和色素含量，不仅有利于菌体生长和发酵结果，而且对后续提取工序也取到促进作用。

本发明采用的技术方案是：一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，包括如下步骤：

(1)将高粱籽粒进行粉碎后所得高粱粉与50～90℃热水，按比例混合均匀，用氢氧化钠调节pH后，加入α—淀粉酶；

(2)将步骤(1)所得粉浆经过两次喷射，碘试合格后得到液化液；将一定比例液化液经过板框过滤去掉滤渣得到糖液；再经过脱色板框得到脱色糖液；

(3)将步骤(2)所得液化液，用热水将总糖浓度稀释到8～12％，总氮为0.15～0.4％，配制成种子培养基，并接入黑曲霉孢子培养成种子液；

(4)将步骤(2)所得液化液和脱色糖液混合，使得混合液总糖为14～18％，总氮为0.06～0.13％，制成发酵培养基；将步骤(3)中所得种子液转接至发酵培养基中，发酵培养结束后得到发酵液；

(5)将步骤(4)所得发酵液经固液分离去除固形物，再经钙盐法或色谱分离法提取得到柠檬酸。

进一步地，步骤(1)中所述高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛后得到高粱粉。

进一步地，步骤(1)中所述热水采用自来水、钙盐中和产生废糖水、色谱分离产生残液、冷凝水其中的一种或几种。

进一步地，步骤(1)中所述比例为1:2.5～1:4。

进一步地，步骤(1)中所述pH为5～6.5。

进一步地，步骤(1)中所述α—淀粉酶的添加量为15～30U/g高粱粉。

进一步地，步骤(2)中所述两次喷射为一次喷射温度97～108℃，二次喷射温度115～135℃。

优选地，步骤(2)中所述比例为70％～100％。

优选地，步骤(2)中所述滤渣富含高粱蛋白和纤维，作为蛋白饲料使用。

优选地，步骤(2)中所述脱色板框以活性炭作为填料，脱色糖液的标准为浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％。

优选地，将步骤(2)所得液化液，用热水将总糖浓度稀释到8～12％，加入氮源使得总氮为0.15～0.4％。

优选地，氮源为无机氮源和有机氮源中一种或几种，无机氮源为硫酸铵和/或硝酸铵；有机氮源为玉米浆、玉米淀粉渣、玉米液化液、豆粕粉、棉籽粉、蛋白胨、酵母膏中的一种或几种。

进一步地，步骤(3)中所述黑曲霉孢子接入量为接种后浓度为15～50万个/毫升，最佳为30万个/毫升。

进一步地，步骤(3)中所述种子培养条件为：温度37℃，通过溶氧浓度反馈调控，调整搅拌转速、通风比例和罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上，培养24～30h。

优选地，步骤(4)中所述发酵培养条件为：温度37℃，通过溶氧浓度反馈调控，调整搅拌转速、通风比例和罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上。

优选地，高粱籽粒通过与玉米粉、小麦粉、木薯粉、淀粉中的一种或在混合发酵生产柠檬酸。

本发明有益的技术效果在于：

高粱营养成分与玉米相近，现有黑曲霉菌种以高粱作为主要碳源和氮源，适应性较好，发酵指标相近，无需经过筛选获取适用于高粱的菌种。

通过氢氧化钠强碱的作用和两次高温喷射液化将高粱单宁进行脱毒，并且通过板框过滤，将单宁含量较高的皮渣分离出来，并对糖液进行脱色处理，有效降低糖液中单宁和有害色素的含量，避免单宁及色素对菌体生长及发酵结果的影响，更有利于柠檬酸提取；同时，由于碱处理及两次高温喷射的脱毒效果，也提高了液化液分离后高粱淀粉渣作为饲料的应用价值。

另外，不增加设备投资和改变原工艺流程的条件下，高粱可以完全替代玉米作为单一原料发酵生产柠檬酸；相比多条线混合原料发酵，工艺和流程更加简单，设备投入更小，并且发酵转化率、生产周期相近，成本可下降160元/吨柠檬酸。

具体实施方式

实施例1

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与50℃自来水，按1:2.5料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至6.5，按30U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过97℃喷射，再经过135℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将90％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与自来水混合将总糖浓度稀释到12％，加入豆粕粉使得总氮为0.4％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为15万个/毫升，培养24h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为18％，总氮为0.13％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经氢钙法提取得到柠檬酸。

实施例2

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与60℃废糖水，按1:2.8料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至5.8，按25U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过100℃喷射，再经过130℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将85％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与去离子水混合将总糖浓度稀释到11％，加入棉粕粉使得总氮为0.35％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为20万个/毫升，培养25h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为17.5％，总氮为0.12％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经色谱法提取得到柠檬酸。

实施例3

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与70℃色谱残液，按1:3.0料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至5.0，按20U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过102℃喷射，再经过127℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将80％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与色谱残液混合将总糖浓度稀释到10％，加入硝酸铵使得总氮为0.3％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为25万个/毫升，培养26h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为17％，总氮为0.11％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经色谱法提取得到柠檬酸，色谱分离工段产生的色谱残液重新用于高粱粉的调浆。

实施例4

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与80℃冷凝水，按1:4料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至6.2，按20U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过105℃喷射，再经过120℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将70％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与冷凝水混合将总糖浓度稀释到8％，加入玉米浆使得总氮为0.15％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养30h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为14.0％，总氮为0.06％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经色谱法提取得到柠檬酸。

实施例5

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与85℃自来水和废糖水的混合液，按1:3.2料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至6.0，按15U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过108℃喷射，再经过115℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将75％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与废糖水混合将总糖浓度稀释到8.5％，不加其他，总氮为0.18％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养29h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为15％，总氮为0.08％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经氢钙法提取得到柠檬酸，钙盐中和工段产生的废糖水重新用于高粱粉的调浆。

实施例6

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与90℃冷凝水与色谱残液的混合液，按1:3.2料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至5.7，按20U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过97℃喷射，再经过127℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格液化液。将75％液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。

种子培养基配制：液化液与色谱残液混合将总糖浓度稀释到9％，加入硫酸铵和豆粕粉使得总氮为0.28％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养28h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：液化液与糖液混合，使得混合液总糖为16.0％，总氮为0.09％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经色谱法提取得到柠檬酸，色谱分离工段产生的色谱残液重新用于高粱粉的调浆。

实施例7

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与85℃废糖水和色谱残液混合液，按1:3.0料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至5.5，按18U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过97℃喷射，再经过127℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格的高粱液化液。将高粱液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。另外玉米通过粉碎、液化得到合格的玉米液化液。

种子培养基配制：将高粱糖液和玉米液化液按4:1进行混合，用浓糖水将总糖浓度稀释到9％，加入硫酸铵使得总氮为0.25％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养27h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：将高粱糖液和玉米液化液进行混合，使得混合液总糖为16.5％，总氮为0.09％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经氢钙法提取得到柠檬酸，钙盐中和工段产生的废糖水重新用于高粱粉的调浆。

实施例8

高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得高粱粉与85℃自来水、废糖水和色谱残液混合液，按1:3.0料水比混合均匀，用氢氧化钠将浆料pH调节至5.5，按18U/g高粱粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆先经过97℃喷射，再经过127℃喷射，碘试呈浅棕色后得到合格的高粱液化液。将高粱液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到糖液，再经过活性炭脱色板框脱色，脱色糖液浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％后配制培养基。另外玉米通过粉碎、液化得到合格的玉米液化液；小麦粉通过蛋白分离、液化得到淀粉乳液化液。

种子培养基配制：将高粱糖液和玉米液化液按4:1进行混合，用浓糖水将总糖浓度稀释到9％，加入硫酸铵使得总氮为0.25％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养27h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：将高粱糖液、玉米液化液和小麦淀粉乳液化液进行混合，使得混合液总糖为16.5％，总氮为0.10％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经氢钙法提取得到柠檬酸，钙盐中和工段产生的废糖水重新用于高粱粉的调浆。

对比例1：

玉米籽粒进行粉碎后，过60目筛；所得玉米粉与85℃自来水按1:3料水比混合均匀，将浆料pH调节至6.0，按20U/g玉米粉的添加量加入高温α—淀粉酶；所得粉浆经过喷射液化，碘试呈浅棕色后得到合格的玉米液化液。将玉米液化液经过板框过滤去掉滤渣，得到玉米糖液。

种子培养基配制：将玉米液化液用自来水将总糖浓度稀释到10％，加入硫酸铵使得总氮为0.25％，配制成种子培养基。种子培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上；孢子接种后浓度为30万个/毫升，培养26h后转接至发酵培养基。

发酵培养基配制：将玉米糖液、玉米液化液进行混合，使得混合液总糖为16.5％，总氮为0.10％，制成发酵培养基。发酵培养条件为：温度37℃，通过调整搅拌转速、通风比例或罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上，残还原糖低于0.5％以下或酸度不增加时停止发酵。发酵液经板框过滤去除菌丝体和蛋白，再经氢钙法提取得到柠檬酸。

按对比例1所述方法重复3批次。

实施例发酵结果与对比例发酵结果如下表1所示，由表可知，采用本发明所述方法利用高粱籽粒发酵生产柠檬酸，在不同的原料处理和发酵培养条件下，发酵转化率均能达到较高水平，平均值达到97.5％。相同条件下，与玉米发酵结果相比，发酵产酸、周期及转化率相近，没有显著差异，但由于高粱籽粒价格相对较低，以高粱1800元/吨、玉米2000元/吨计算，发酵工段生产柠檬酸原料单位成本分别为2874.6元/吨柠檬酸和3138.2元/吨柠檬酸，高粱具有成本优势。

表1实施例与对比例发酵结果比较

本发明中酸度均采用GB1987-2007中氢氧化钠滴定法进行测定。总糖和还原糖采用DNS法进行测定；转化率通过计算得到，计算公式为转化率＝酸度/总糖。

通过实验发现，高粱可以与其他淀粉质包括玉米粉、小麦淀粉乳、木薯粉、淀粉其中的一种或一种以上原料混合发酵生产柠檬酸，发酵指标不受影响。

另外，以高粱液化液作为培养基，由于氨基酸等营养物质含量丰富，菌体生长较快，耗氧量较大，产酸相对较快，需要及时调整转速或风量提高溶氧浓度，因此在种子和发酵培养过程中除其他常规控制参数外，溶氧浓度作为一项重要指标通过反馈控制，及时跟踪调整保证过程溶氧充足。经实验优化发现：种子和发酵培养溶氧浓度分别控制在20％和40％以上即可保证溶氧充足。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将高粱籽粒进行粉碎后所得高粱粉与50～90℃热水，按比例混合均匀，用氢氧化钠调节pH后，加入α—淀粉酶；

(2)将步骤(1)所得粉浆经过两次喷射，碘试合格后得到液化液；将一定比例液化液经过板框过滤去掉滤渣得到糖液；再经过脱色板框得到脱色糖液；

(3)将步骤(2)所得液化液，用热水将总糖浓度稀释到8～12％，总氮为0.15～0.4％，配制成种子培养基，并接入黑曲霉孢子培养成种子液；

(4)将步骤(2)所得液化液和脱色糖液混合，使得混合液总糖为14～18％，总氮为0.06～0.13％，制成发酵培养基；将步骤(3)中所得种子液转接至发酵培养基中，发酵培养结束后得到发酵液；

(5)将步骤(4)所得发酵液经固液分离去除固形物，再经钙盐法或色谱分离法提取得到柠檬酸。

2.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述高粱籽粒进行粉碎后，过60目筛后得到高粱粉。

3.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述热水采用自来水、钙盐中和产生废糖水、色谱分离产生残液、冷凝水其中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述比例为1:2.5～1:4。

5.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述pH为5～6.5。

6.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述α—淀粉酶的添加量为15～30U/g高粱粉。

7.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(2)中所述两次喷射为一次喷射温度97～108℃，二次喷射温度115～135℃。

8.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(2)中所述比例为70％～100％。

9.根据权利要求8所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(2)中所述滤渣富含高粱蛋白和纤维，作为蛋白饲料使用。

10.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(2)中所述脱色板框以活性炭作为填料，脱色糖液的标准为浊度小于50NTU，420nm透光率大于5％。

11.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：将步骤(2)所得液化液，用热水将总糖浓度稀释到8～12％，加入氮源使得总氮为0.15～0.4％。

12.根据权利要求11所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：氮源为无机氮源和有机氮源中一种或几种，无机氮源为硫酸铵和/或硝酸铵；有机氮源为玉米浆、玉米淀粉渣、玉米液化液、豆粕粉、棉籽粉、蛋白胨、酵母膏中的一种或几种。

13.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(3)中所述黑曲霉孢子接入量为接种后浓度为15～50万个/毫升。

14.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(3)中所述种子培养条件为：温度37℃，通过溶氧浓度反馈调控，调整搅拌转速、通风比例和罐压将溶氧溶度控制在初始浓度20％以上，培养24～30h。

15.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：步骤(4)中所述发酵培养条件为：温度37℃，通过溶氧浓度反馈调控，调整搅拌转速、通风比例和罐压将溶氧溶度控制在初始浓度40％以上。

16.根据权利要求1所述的一种高粱籽粒的处理方法及发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：高粱籽粒通过与玉米粉、小麦粉、木薯粉、淀粉中的一种或几种混合发酵生产柠檬酸。