橡子果液态发酵制备柠檬酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种橡子果液态发酵制备柠檬酸的方法，该方法先将橡子粉用乙醇水溶液脱除酚类物质，减少橡子粉中发酵微生物抑制因子，提高淀粉的利用率；然后进行糊化、液化，调整液化液总糖含量后，添加豆腐黄浆水和甲醇，再接种驯化后的黑曲霉CICC 2716进行发酵，并在发酵过程中补充糖化酶，大大提高了橡子粉液化液发酵柠檬酸的产量；最后通过浓缩结晶、纯化等过程得到柠檬酸晶体。本发明专利技术方法简单，柠檬酸的产量高，提高了橡子粉的转化利用率，而且节约了时间成本及设备成本。

【技术实现步骤摘要】
橡子果液态发酵制备柠檬酸的方法
本专利技术属于食品加工
，具体涉及一种橡子果发酵制备柠檬酸的方法。
技术介绍
橡子果是壳斗科栎属植物的种子，俗称橡子。我国橡子资源丰富，全国橡树种植面积达200～250万公顷，年产量约1000万吨，主要分布在云南、陕西、湖南、蒙古等地，其中陕西省橡子年产量约占全国1/3，主要集中在陕南三市。橡子果营养物质丰富，中国学者测定橡子仁含淀粉50％～70％、可溶性糖2％～8％、单宁0.26％～17.74％、蛋白质1.17％～8.72％、油脂1.04％～6.86％、粗纤维1.13％～5.89％、灰分1.30％～3.40％。橡子果虽然含有丰富的淀粉、蛋白质等营养物质，但其加工利用率比较低，主要原因是橡子果中含有较多单宁等抗营养因子，且有较强的涩感，使用有很大的局限性。由于橡子果成分中大部分均是淀粉，有些食品加工者将橡子提取粗淀粉加工成橡子凉粉、橡子面条，也有被用作饲料的，但并不普及，利用率很低。橡子资源没有被充分开发利用，造成很大的资源浪费。柠檬酸作为一种酸味调味剂和添加剂，有很高的实用和应用价值，广泛应用于食品、医药、化妆品、化工等领域，是当前世界上产量和消费量最大的食用有机酸，其全球市场需求量逐年增长，平均每年以5％的速度增长。利用木本植物资源发酵柠檬酸不仅可缓解世界粮食压力，还可以实现资源的充分利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种橡子果发酵制备柠檬酸的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：1、脱单宁橡子粉的制备收集无污染、霉变的成熟橡子果，自然晒干或在60～70℃的热风干燥机中烘干，用去壳机分离去除橡子壳后，粉碎果实，过60目筛网，得到橡子粉；将橡子粉与体积分数为60％～80％的乙醇水溶液按重量比为1∶5混合，充分搅拌60分钟，用三足式离心机离心，除去上清液，自然晒干或烘干，得到脱单宁橡子粗淀粉。2、橡子粗淀粉的糊化向步骤1得到的脱单宁橡子粗淀粉中添加自来水，调整橡子粉浆含水量为75％～85％，将橡子粉浆在糊化罐中加热至90～100℃，保温糊化30分钟，糊化过程中不断搅拌。3、α-淀粉酶液化将步骤2糊化后的橡子粉浆冷却至55～65℃，用氢氧化钙调节pH值为6.0～6.5，加入酶活为3700U/g的α-淀粉酶，α-淀粉酶加入量为脱单宁橡子粗淀粉质量的0.8％～1.2％，在50～70℃保温液化，直至碘化钾试剂检测液化液的颜色不变为止，得到橡子粉液化液。4、发酵菌种的活化和驯化将黑曲霉CICC2716接种于PDA培养基上，28℃培养6～7天进行活化；将活化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为18～22g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第一代驯化，培养时间为36小时；将第一代驯化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为38～42g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第二代驯化，培养时间为36小时；将第二代驯化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为58～62g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第三代驯化，培养时间为36小时；将驯化三代后的黑曲霉CICC2716接种于分离筛选平板上，28℃培养2～3天，所述的分离筛选平板向柠檬酸含量为45～55g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中添加18～22g/L琼脂后形成；根据高产菌株的形态特征，从分离筛选平板上挑出单一菌落，分别移接于PDA斜面培养基上，28℃培养6～7天，孢子长好后，分别接入α-萘酚含量为0.8～1.2mg/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，31℃下培养60小时，筛选出柠檬酸产量高、糖转化率高且产酸稳定性强的菌种。5、发酵培养基的配制取橡子粉液化液，调整其总糖含量为110～130g/L，然后加入橡子粉液化液体积2.5％～7.5％的豆腐黄浆水，用NaOH调节pH为5.5～6.0，在保温罐中95～100℃杀菌10分钟，冷却至常温后加入橡子粉液化液体积0.2％～0.4％的甲醇，得到发酵培养基；6、黑曲霉发酵将步骤4筛选的菌株接种到PDA培养基上，28℃培养6～7天，用无菌水将培养基上孢子洗下，剧烈振荡，制成均匀的孢子悬液，孢子数达4.6～5.4×107个/mL；将步骤5得到的发酵培养基在无菌条件下加入发酵罐中，按接种量1.25％～3.75％接入孢子悬液，并在搅拌状态下通入无菌空气，保持发酵液中的溶氧量为0.35～0.45m3/(m3·min)，在31℃发酵36小时后，向发酵液中加入酶活为10000U/mg的糖化酶，糖化酶添加量为发酵培养基质量的0.0004％～0.0006％，继续发酵24小时，得到柠檬酸发酵醪。7、柠檬酸的提取将柠檬酸发酵醪在75～90℃保持5分钟，采用加压式过滤机过滤，在滤液中加入过量碳酸钙粉末，80℃保持5分钟使柠檬酸钙沉淀出来，将沉淀用沸水洗涤2次后，在沉淀中加入2倍体积的蒸馏水，并在搅拌条件下加入0.15mol/L硫酸水溶液，80℃保温10分钟，趁热过滤得到酸解液；将酸解液分别通过粉状酸性活性炭柱、阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱，得到精柠檬酸溶液；精柠檬酸溶液经过双效蒸发器减压浓缩，一效温度70～80℃，二效温度50～60℃，浓缩液在间歇式结晶器中于30～35℃下结晶得一水柠檬酸晶体，采用对流式干燥法在30℃下干燥，得到柠檬酸晶体。上述步骤1中，优选将橡子粉与体积分数为70％的乙醇水溶液按重量比为1∶5混合，充分搅拌60分钟。上述步骤5中，优选调整橡子粉液化液总糖含量为120g/L，然后加入橡子粉液化液体积5％的豆腐黄浆水，用NaOH调节pH为5.5～6.0，在保温罐中95～100℃杀菌10分钟，冷却至常温后加入橡子粉液化液体积0.3％的甲醇，得到发酵培养基。上述步骤6中，优选将步骤5得到的发酵培养基在无菌条件下加入发酵罐中，按接种量2.5％接入孢子悬液，并在搅拌状态下通入无菌空气，保持发酵液中的溶氧量为0.4m3/(m3·min)，在31℃发酵36小时后，向发酵液中加入酶活为10000U/mg的糖化酶，糖化酶添加量为发酵培养基质量的0.0005％，继续发酵24小时，得到柠檬酸发酵醪。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过乙醇水溶液脱除橡子粉中的酚类物质，大大提高了橡子粉的液化效率及发酵柠檬酸产量，提高淀粉的利用率，减少橡子粉中发酵微生物抑制因子；在橡子粉液化液中接入驯化后的黑曲霉CICC2716进行柠檬酸发酵，然后通过在发酵过程中补充糖化酶的发酵方式，使柠檬酸产量有了较大程度的提高。本专利技术方法简单，提高了橡子粉的转化利用率和柠檬酸的产量，而且节约了时间成本及设备成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例11、脱单宁橡子粉的制备收集无污染、霉变的成熟橡子果，自然晒干，用去壳机分离去除橡子壳后，粉碎果实，过60目筛网，得到橡子粉；将1kg橡子粉加入5kg体积分数为70％的乙醇水溶液中，充分搅拌60分钟，脱除单宁及其它酚类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡子果液态发酵制备柠檬酸的方法，其特征在于该方法由下述步骤组成：(1)脱单宁橡子粉的制备收集无污染、霉变的成熟橡子果，自然晒干或在60～70℃的热风干燥机中烘干，用去壳机分离去除橡子壳后，粉碎果实，过60目筛网，得到橡子粉；将橡子粉与体积分数为60％～80％的乙醇水溶液按重量比为1∶5混合，充分搅拌60分钟，用三足式离心机离心，除去上清液，自然晒干或烘干，得到脱单宁橡子粗淀粉；(2)橡子粗淀粉的糊化向步骤(1)得到的脱单宁橡子粗淀粉中添加自来水，调整橡子粉浆含水量为75％～85％，将橡子粉浆在糊化罐中加热至90～100℃，保温糊化30分钟，糊化过程中不断搅拌；(3)α‑淀粉酶液化将步骤(2)糊化后的橡子粉浆冷却至55～65℃，用氢氧化钙调节pH值为6.0～6.5，加入酶活为3700U/g的α‑淀粉酶，α‑淀粉酶加入量为脱单宁橡子粗淀粉质量的0.8％～1.2％，在50～70℃保温液化，直至碘化钾试剂检测液化液的颜色不变为止，得到橡子粉液化液；(4)发酵菌种的活化和驯化将黑曲霉CICC 2716接种于PDA培养基上，28℃培养6～7天进行活化；将活化后的黑曲霉CICC 2716接种于柠檬酸含量为18～22g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第一代驯化，培养时间为36小时；将第一代驯化后的黑曲霉CICC 2716接种于柠檬酸含量为38～42g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第二代驯化，培养时间为36小时；将第二代驯化后的黑曲霉CICC 2716接种于柠檬酸含量为58～62g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第三代驯化，培养时间为36小时；将驯化三代后的黑曲霉CICC 2716接种于分离筛选平板上，28℃培养2～3天，所述的分离筛选平板向柠檬酸含量为45～55g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中添加18～22g/L琼脂后形成；根据高产菌株的形态特征，从分离筛选平板上挑出单一菌落，分别移接于PDA斜面培养基上，28℃培养6～7天，孢子长好后，分别接入α‑萘酚含量为0.8～1.2mg/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，31℃下培养60小时，筛选出柠檬酸产量高、糖转化率高且产酸稳定性强的菌种；(5)发酵培养基的配制取橡子粉液化液，调整其总糖含量为110～130g/L，然后加入橡子粉液化液体积2.5％～7.5％的豆腐黄浆水，用NaOH调节pH为5.5～6.0，在保温罐中95～100℃杀菌10分钟，冷却至常温后加入橡子粉液化液体积0.2％～0.4％的甲醇，得到发酵培养基；(6)黑曲霉发酵将步骤(4)筛选的菌株接种到PDA培养基上，28℃培养6～7天，用无菌水将培养基上孢子洗下，剧烈振荡，制成均匀的孢子悬液，孢子数达4.6～5.4×107个/mL；将步骤(5)得到的发酵培养基在无菌条件下加入发酵罐中，按接种量1.25％～3.75％接入孢子悬液，并在搅拌状态下通入无菌空气，保持发酵液中的溶氧量为0.35～0.45m3/(m3·min)，在31℃发酵36小时后，向发酵液中加入酶活为10000U/mg的糖化酶，糖化酶添加量为发酵培养基质量的0.0004％～0.0006％，继续发酵24小时，得到柠檬酸发酵醪；(7)柠檬酸的提取将柠檬酸发酵醪在75～90℃保持5分钟，采用加压式过滤机过滤，在滤液中加入过量碳酸钙粉末，80℃保持5分钟使柠檬酸钙沉淀出来，将沉淀用沸水洗涤2次后，在沉淀中加入2倍体积的蒸馏水，并在搅拌条件下加入0.15mol/L硫酸水溶液，80℃保温10分钟，趁热过滤得到酸解液；将酸解液分别通过粉状酸性活性炭柱、阳离子交换树脂柱和阴离子交换树脂柱，得到精柠檬酸溶液；精柠檬酸溶液经过双效蒸发器减压浓缩，一效温度70～80℃，二效温度50～60℃，浓缩液在间歇式结晶器中于30～35℃下结晶得一水柠檬酸晶体，采用对流式干燥法在30℃下干燥，得到柠檬酸晶体。...

【技术特征摘要】
1.一种橡子果液态发酵制备柠檬酸的方法，其特征在于该方法由下述步骤组成：(1)脱单宁橡子粉的制备收集无污染、霉变的成熟橡子果，自然晒干或在60～70℃的热风干燥机中烘干，用去壳机分离去除橡子壳后，粉碎果实，过60目筛网，得到橡子粉；将橡子粉与体积分数为60％～80％的乙醇水溶液按重量比为1∶5混合，充分搅拌60分钟，用三足式离心机离心，除去上清液，自然晒干或烘干，得到脱单宁橡子粗淀粉；(2)橡子粗淀粉的糊化向步骤(1)得到的脱单宁橡子粗淀粉中添加自来水，调整橡子粉浆含水量为75％～85％，将橡子粉浆在糊化罐中加热至90～100℃，保温糊化30分钟，糊化过程中不断搅拌；(3)α-淀粉酶液化将步骤(2)糊化后的橡子粉浆冷却至55～65℃，用氢氧化钙调节pH值为6.0～6.5，加入酶活为3700U/g的α-淀粉酶，α-淀粉酶加入量为脱单宁橡子粗淀粉质量的0.8％～1.2％，在50～70℃保温液化，直至碘化钾试剂检测液化液的颜色不变为止，得到橡子粉液化液；(4)发酵菌种的活化和驯化将黑曲霉CICC2716接种于PDA培养基上，28℃培养6～7天进行活化；将活化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为18～22g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第一代驯化，培养时间为36小时；将第一代驯化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为38～42g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第二代驯化，培养时间为36小时；将第二代驯化后的黑曲霉CICC2716接种于柠檬酸含量为58～62g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，在31℃下进行第三代驯化，培养时间为36小时；将驯化三代后的黑曲霉CICC2716接种于分离筛选平板上，28℃培养2～3天，所述的分离筛选平板向柠檬酸含量为45～55g/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中添加18～22g/L琼脂后形成；根据高产菌株的形态特征，从分离筛选平板上挑出单一菌落，分别移接于PDA斜面培养基上，28℃培养6～7天，孢子长好后，分别接入α-萘酚含量为0.8～1.2mg/L、氯化铵含量为3～5g/L、可溶性固形物含量为14％～16％的橡子粉液化液中，31℃下培养60小时，筛选出柠檬酸产量高、糖转化率高且产酸稳定性强的菌种；(5)发酵培养基的配制取橡子粉液化液，调整其总糖含量为110～130g/L，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝善，朱莉莉，李林强，裴亚利，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61