一种发酵制柠檬酸的方法技术

本发明专利技术提供一种发酵制柠檬酸的方法，该方法包括在通入空气和搅拌的条件下，依次将第一柠檬酸发酵种子接入到依次排列的多组发酵罐中进行第一发酵培养，再依次将第二柠檬酸发酵种子接入所述多组发酵罐中进行第二发酵培养至发酵培养基中的还原糖为1-3g/L时，停止发酵培养，在不停空气和搅拌状态下对发酵液进行固液分离，得到菌体残渣和柠檬酸发酵清液；所述多组发酵罐中的每组包括一个或多个并联设置的发酵罐，其中，一组发酵罐中的第一柠檬酸发酵种子来自柠檬酸发酵种子培养液，第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐得到的所述菌体残渣的一部分；所述第一发酵培养的时间为10-50小时。根据本发明专利技术的方法能够有效利用柠檬酸发酵种子，降低柠檬酸发酵成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
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是间歇式的液体深层二级发酵技术。其发酵过程为淀粉质原料的酶解制备种子培养基和发酵培养基；种子罐接入黑曲霉孢子培养成熟后转接到发酵罐中进行发酵生产柠檬酸，发酵初始糖为14. 5%，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。由于现有黑曲霉种子的耐酸性能在14%左右，当高糖发酵时由于后期的柠檬酸浓度较高，严重抑制黑曲霉的活性和合成柠檬酸的能力。因此，为了使柠檬酸发酵效益比较合理，当发酵酸度达到14%左右，严重抑制菌体活性时停止发酵。也就是说，现有技术中每次发酵均使用来自种子罐培养的种子作为发酵罐的发酵种子。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的柠檬酸发酵的方法。该方法能够有效利用柠檬酸发酵种子，降低柠檬酸发酵成本。本专利技术的专利技术人经过研究发现，现有柠檬酸发酵中，在发酵终点的柠檬酸菌体黑曲霉菌体并没有完全衰老，仍然还具有充分的活性，将其接入到发酵罐中时，还可以继续发挥其柠檬酸合成能力，被直接烘干成饲料是一种很大的浪费，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术提供，该方法包括在通入空气和搅拌的条件下，依次将第一柠檬酸发酵种子接入到依次排列的多组发酵罐中进行第一发酵培养，再依次将第二柠檬酸发酵种子接入所述多组发酵罐中发酵罐中进行第二发酵培养至发酵培养基中的还原糖为l_3g/L时，停止发酵培养，在不停空气和搅拌状态下对发酵液进行固液分离，得到菌体残渣和柠檬酸发酵清液；所述多组发酵罐中的每组包括一个或多个并联设置的发酵罐，其中，一组发酵罐中的第一柠檬酸发酵种子来自柠檬酸发酵种子培养液，第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐得到的所述菌体残渣的一部分；所述第一发酵培养的时间为 10-50小时。根据本专利技术的发酵制柠檬酸的方法，由于该方法能够有效地利用柠檬酸发酵中， 经固液分离得到的菌体残渣，从而降低了发酵培养中孢子接入量，一般发酵培养中孢子接入量为以每毫升发酵培养基为基准，发酵菌的接种量为5X 104-2. 5X IO5个菌落形成单位，本专利技术中发酵培养中孢子接入量为以发酵罐中每毫升发酵培养基为基准，第一柠檬酸发酵种子的接种量为5X 103-5X 104个菌落形成单位。使柠檬酸的发酵成本降低同时提高了糖酸转化率；另一方面，由于只是使用菌体残渣代替部分的柠檬酸发酵种子，每次发酵均有部分新鲜的柠檬酸发酵种子，因此能够避免柠檬酸发酵种子因多次连续使用而导致的活性减低的问题。具体实施例方式本专利技术提供，该方法包括在通入空气和搅拌的条件下， 依次将第一柠檬酸发酵种子接入到依次排列的多组发酵罐中进行第一发酵培养，再依次将第二柠檬酸发酵种子接入所述多组发酵罐中发酵罐中进行第二发酵培养至发酵培养基中的还原糖为l-3g/L时，停止发酵培养，在不停空气和搅拌状态下对发酵液进行固液分离， 得到菌体残渣和柠檬酸发酵清液；所述多组发酵罐中的每组包括一个或多个并联设置的发酵罐，其中，一组发酵罐中的第一柠檬酸发酵种子来自柠檬酸发酵种子培养液，第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐得到的所述菌体残渣的一部分；所述第一发酵培养的时间为 10-50小时。在本专利技术中，术语“还原糖”是指具有还原性的糖类物质。本专利技术通过先将来自柠檬酸发酵种子培养液的第一柠檬酸发酵种子接入发酵罐中进行发酵，再将发酵罐得到的菌体残渣接入发酵罐中，使得两种柠檬酸发酵种子的的活性相当，从而有利于提高柠檬酸发酵的水平。因此，根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，优选的情况下，所述第一发酵培养的时间为15-45小时。根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，一组发酵罐中的第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐中的一组发酵罐得到的所述菌体残渣；优选的情况下，一组发酵罐中的所述第二柠檬酸发酵种子为与该组发酵罐相邻的上一组发酵罐中得到的所述菌体残渣。在本专利技术中，所述一组发酵罐可以是一个发酵罐，也可以是多个并联的发酵罐。所述一组发酵罐中的第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐中的一组发酵罐得到的所述菌体残渣，也可以理解为一组发酵罐中多个发酵罐中的第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐中的一组发酵罐中一个发酵罐得到的所述菌体残渣；还可以理解为一组发酵罐中一个发酵罐中的第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐中的一组发酵罐中多个发酵罐得到的所述菌体残渣。根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，由于本专利技术能够有效地利用柠檬酸发酵中，经固液分离得到的菌体残渣，并可以使其继续发挥柠檬酸合成能力。因此，相对于现有的柠檬酸发酵过程中接入到发酵培养基的柠檬酸发酵种子，所述第一柠檬酸发酵种子的用量较小。优选的情况下，以发酵罐中每毫升发酵培养基为基准，第一柠檬酸发酵种子的接种量为 5X 103-5X IO4个菌落形成单位；更优选的情况下，以发酵罐中每毫升发酵培养基为基准， 第一柠檬酸发酵种子的接种量为1Χ 104-2. 5X 104个菌落形成单位。在本专利技术中，将第二柠檬酸发酵种子接入所述多组发酵罐中发酵罐中进行第二发酵培养至发酵培养基中的还原糖为l_3g/L时，停止发酵培养；优选的情况下，当发酵培养基中的还原糖为l_2g/L时，停止发酵培养。根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，在不停空气和搅拌状态下对发酵液进行固液分离，得到菌体残渣和柠檬酸发酵清液。为了保持菌体残渣中的菌体的活性，从固液分离开始到接入发酵罐中的时间间隔越短越好。优选的情况下，从固液分离开始到接入发酵罐中的时间间隔小于8分钟；更优选从固液分离开始到接入发酵罐中的时间间隔小于5分钟；进一步优选从固液分离开始到接入发酵罐中的时间间隔小于4分钟。上述固液分离可以采用碟片式或卧螺式离心机均可，该离心机可以通过商购得到，例如张家港市凯迪公司的LW卧式离心机，其使用方法为本领域所公知。另外，为了缩短固液分离开始到接入发酵罐中的时间间隔，上述固液分离得到菌体残渣中可以含有一定量的水。一般情况下，上述固液分离得到菌体残渣中的水含量可以为75-85重量优选的情况下，上述固液分离得到菌体残渣中的水含量为80-85重量％。根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，依次将第一柠檬酸发酵种子接入到依次排列的多组发酵罐中的时间间隔可以根据第一发酵培养的时间和第二发酵培养的时间进行选择， 只要能够保证将第一柠檬酸发酵种子接入到发酵罐中进行第一发酵培养后，立刻能够将第二柠檬酸发酵种子(即多组发酵罐得到的所述菌体残渣的一部分)接入该发酵罐中进行第二发酵培养即可。优选的情况下，将第一柠檬酸发酵种子接入到多组发酵罐中的相邻的两组发酵罐中的时间间隔为10-50小时；更优选为将第一柠檬酸发酵种子接入到多组发酵罐中的相邻的两组发酵罐中的时间间隔为15-45小时。根据本专利技术的柠檬酸发酵的方法，将一组发酵罐发酵得到的所述菌体残渣接入到下一组发酵罐发酵称为一个循环。如果所述第二柠檬酸发酵种子的接入量过多，经过多次该循环后会导致所述第二柠檬酸发酵种子的活性降低，从而影响发酵的水平。因此，所述第二柠檬酸发酵种子的接入量可以根据所述第一柠檬酸发酵种子的接入量以及发酵罐中发酵培养基的重量来选择。优选的情况下，所述第二柠檬酸发酵种子的接入量为发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发酵制柠檬酸的方法，该方法包括在通入空气和搅拌的条件下，依次将第一柠檬酸发酵种子接入到依次排列的多组发酵罐中进行第一发酵培养，再依次将第二柠檬酸发酵种子接入所述多组发酵罐中进行第二发酵培养至发酵培养基中的还原糖为１－３ｇ／Ｌ时，停止发酵培养，在不停空气和搅拌状态下对发酵液进行固液分离，得到菌体残渣和柠檬酸发酵清液；所述多组发酵罐中的每组包括一个或多个并联设置的发酵罐，其特征在于，一组发酵罐中的第一柠檬酸发酵种子来自柠檬酸发酵种子培养液，第二柠檬酸发酵种子为多组发酵罐得到的所述菌体残渣的一部分；所述第一发酵培养的时间为１０－５０小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，杨儒文，卢宗梅，章辉平，冯志菲，
申请(专利权)人：中粮生物化学安徽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34