一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用工业生产谷朊粉的副产物—小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法。本发明专利技术直接利用生产谷朊粉后的副产物—小麦淀粉乳与α-耐高温淀粉酶混合进行高温喷射液化，进入发酵系统，或者与其他淀粉质原料液化液混合，进行发酵，通过“钙盐法”或“色谱法”提取得到柠檬酸。小麦淀粉乳液化过程不经过其它任何方式的处理，简化工艺流程，节约生产成本，减少污水的排放，同时用小麦淀粉乳代替或与其它淀粉质原料混合使用，可提高小麦淀粉的利用率，解决其它淀粉质原料成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发酵法生产柠檬酸的方法，尤其涉及一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其中小麦淀粉乳为工业生产谷朊粉的副产物。
技术介绍
柠檬酸是一种重要的有机酸，主要通过发酵法生产，具有令人愉快的酸味，安全无毒，能被生物体直接吸收代谢，用途极为广泛。其在食品工业、药物、美容品、化妆品以及其它工业上被广泛应用，如饮料、果酱与果冻、糖果、豆制品与调味品等食品生产，金属净化、去垢、治理工业废气、废水等方面。现今柠檬酸几乎都是利用碳水化合物为基质，通过发酵的方法来制取，常用的碳水化合物来至于玉米、木薯、蜜饯、大米、小麦、高粱等，其中以玉米作为柠檬酸发酵原料最为广泛，但玉米作为主要粮食，供应紧张，价格高。有关以小麦淀粉为原料进行发酵的报道屡见不鲜。1993年宁夏盐池柠檬酸厂公布的专利技术专利介绍了利用小麦粉提取谷朊粉后的副产物—小麦淀粉乳作为原料进行柠檬酸发酵的工艺方法，其主要工艺是将提取谷朊粉得到的淀粉浆经沉淀池沉清8h，才能进行液化、发酵，该方法的缺点是发酵原料单一；工序繁琐、沉清时间长；淀粉浆易变质，即使对沉淀池采用灭菌处理，也无法预防因面粉或和面水本身带入的杂菌导致染菌的现象；沉清后抽排的可溶性蛋白水增加了污水处理的负担；发酵产酸率低，平均产酸率仅有11.8%。1996年至今，相序公开了以小麦B淀粉和小麦全粉为原料，发酵生产柠檬酸的专利，这些专利普遍存在的不足是工艺方法繁琐、设备投资费用大、原料单一、成本高。在中国公告号为CN101407830、公开日为2009年4月15日的专利技术专利中，公开了“以小麦面粉为原料发酵生产柠檬酸工艺”，技术方案为：a.将工业面粉加水制成面浆，分离，得湿面筋和淀粉乳；b.向面筋中加1-2倍水，过筛，洗涤，得湿面筋和稀淀粉乳；c.将湿面筋烘干、粉碎、包装，即制得商品谷朊粉；稀淀粉乳分离，得淀粉乳；d.将分次获得的淀粉乳收集，液化，液化液糖度15-16％，接入菌种，发酵，得发酵液；浓缩、结晶、分离，即得柠檬酸。但是存在工艺流程复杂，发酵水平不高的缺点。
技术实现思路
为克服上述缺点，本专利技术以谷朊粉提取副产物，即小麦A淀粉和小麦B淀粉的混合物为原料，直接添加耐高温淀粉进行液化，不经过沉清、板框过滤等工序，整个生产过程无污染物排放，经过板式换热器将淀粉浆预先加热，降低液化过程的蒸汽消耗，提高生产效率，降低生产成本。本专利技术的目的是提供一种工艺简单、生产效率高、设备、原料及辅料成本低的柠檬酸生产方法，包括以下步骤：面粉与水混合、熟化，经旋流分离器得到小麦A淀粉浆和面筋浆液，面筋浆液经面筋筛得到小麦B淀粉浆和湿面筋，小麦A淀粉浆和小麦B淀粉浆混合得到小麦淀粉乳。小麦淀粉乳经预处理后，或与其它淀粉质原料液化液混合，配制成种子培养基及发酵培养基，黑曲霉孢子接入种子培养基扩大培养，移至发酵罐内，经发酵、提取得到成品柠檬酸。进一步地，小麦淀粉乳为工业生产谷朊粉后的副产物，即小麦A淀粉和小麦B淀粉的混合液，总糖含量为15-30%，总氮含量为0.08-0.20%。进一步地，小麦淀粉乳的预处理方法为小麦淀粉乳经板式换热器加热至50-60℃，与α-耐高温淀粉酶混合，α-耐高温淀粉酶加量为20-60U/g淀粉，经蒸汽加热至100-110℃，保温5-15min，然后降温至80-95℃，维持2-5h。进一步地，预处理后小麦淀粉乳的DE值为25-40%。进一步地，其它淀粉质原料为玉米粉、高粱粉、木薯粉、淀粉、红薯粉中的一种或几种，预处理后的总糖含量为15-30%。进一步地，种子培养基由小麦淀粉乳或与其它淀粉质原料按1:1-1:9混合配制，并用清水或者其它水源定容，其它水源为柠檬酸提取过程中产生的废水，总糖含量为7-13%，有需要时，外加硫酸铵、豆粕粉或棉籽作为氮源，种子培养基总氮含量为0.15-0.30%。优选地，其它淀粉质原料先进行液化，种子培养基由小麦淀粉乳和其它淀粉质液化液按1：1-1:5混合，并用清水或者其它相关水源定容至总糖含量为7-13%的种子培养基，外加氮源，调整种子培养基的总氮含量为0.15-0.30%，121℃条件下，灭菌30min，冷却至37-39℃时，按2-5*104g/ml的量接入黑曲霉孢子，进行种子培养，培养时间20-30h。优选地，黑曲霉孢子为以小麦淀粉乳作为发酵原料，筛选得到的适应与小麦淀粉乳发酵、稳定性高的黑曲霉菌种。进一步地，以小麦淀粉乳或与其它淀粉质原料混合柠檬酸配制发酵培养基后，需在发酵培养基中加入糖化酶，糖化酶加入量为80-200U/ml发酵培养基，灭菌后，温度降至65-70℃时添加糖化酶，在发酵培养基降温过程中进行糖化，糖化后料液DE值为60-90%，发酵培养基总糖含量为15-18%，总氮含量为0.08-0.12%。优选地，发酵培养基由小麦淀粉乳或小麦淀粉乳与其它淀粉质原料液化液按照1:1-1:9混合配制，用清水或者其它水源定容，控制发酵培养基总糖为15-18%，总氮含量为0.08-0.12%，然后在95℃下，灭菌30min，降温至65-70℃时，添加糖化酶进行液化，糖化酶加量是80-200U/ml发酵培养基，糖化时间1-3h。进一步地，将培养20-30h的种子培养基，转接至发酵培养基中进行发酵，然后通过钙盐法或色谱法提取柠檬酸。本专利技术有益的技术效果在于：1.生产谷朊粉的副产物不经任何处理，直接进行液化和发酵，简化生产工艺，缩短生产流程，提高了原料的利用率；2.小麦淀粉乳先通过板式换热器加热，实现了柠檬酸生产过程中，热量的重复利用，同时可以降低蒸汽的用量，节约生产成本；3.小麦淀粉乳通过蒸汽迅速加热至100-110℃，高温维持5-15min，降温至80-95℃，维持2-5h，可以使淀粉颗粒经高温处理后充分吸水膨胀、糊化，使酶液与淀粉颗粒充分接触，最大程度的维持高温淀粉酶的活力，液化彻底；4.在发酵培养基灭菌降温过程中，完成料液的糖化，与其它专利糖化过程相比，可节约8h的额外工作时间，提高工作效率，这工艺满足企业提高工作效率的要求；5.种子培养由小麦淀粉乳与其它淀粉质原料液化液按比例配制而成，对复合原料发酵而言，保证了种子培养基与发酵培养基的一致性，提高了黑曲霉菌种的适应能力，有利于提高发酵效率；6.筛选对小麦淀粉乳适应性强、稳定性高的菌种，避免了菌种因对小麦淀粉乳不适应，而造成的经济损失。附图说明图1为本实施例的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1一种以小麦淀粉乳发酵柠檬酸的方法，其主要步骤包括：（1）水和面粉按0.7:1-1:1的比例和面，熟化1h；（2）经旋流分离器，分离出小麦A淀粉浆；（3）经面筋筛分离出小麦B淀粉浆，小麦A、B淀粉浆集中于一个容器中，进行混合，形成小麦淀粉乳，小麦淀粉乳总糖含量为15-20%，总氮含量为0.08-0.20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：小麦淀粉乳经预处理后，或与其它淀粉质原料液化液混合，配制成种子培养基及发酵培养基，黑曲霉孢子接入种子培养基扩大培养，移至发酵罐内，经发酵、提取得到成品柠檬酸。

【技术特征摘要】
1.一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：小麦淀粉乳经预处理后，或与其它淀粉质原料液化液混合，配制成种子培养基及发酵培养基，黑曲霉孢子接入种子培养基扩大培养，移至发酵罐内，经发酵、提取得到成品柠檬酸。
2.根据权利1所述的一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述小麦淀粉乳为工业生产谷朊粉后的副产物，即小麦A淀粉和小麦B淀粉的混合液，总糖含量为15-30%，总氮含量为0.08-0.20%。
3.根据权利1所述的一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述的小麦淀粉乳的预处理方法为小麦淀粉乳经板式换热器加热至50-60℃，与α-耐高温淀粉酶混合，α-耐高温淀粉酶加量为20-60U/g淀粉，经蒸汽加热至100-110℃，保温5-15min，然后降温至80-95℃，维持2-5h。
4.根据权利1或3所述的一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述预处理后小麦淀粉乳的DE值为25-40%。
5.根据权利1所述的一种以小麦淀粉乳发酵生产柠檬酸的方法，其特征在于：所述其它淀粉质原料为玉米粉、高粱粉、木薯粉、淀粉、红薯粉中的一种或几种，预处理后的总糖含量为15-30%。
6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：石贵阳，陈坚，胡志杰，李江华，蒋小东，王莉，孙福新，金赛，朱剑飞，彭艳红，
申请(专利权)人：江苏国信协联能源有限公司，江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32