一种发酵制备柠檬酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵制备柠檬酸的方法，该方法包括，在能够生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量%时开始向发酵培养基中添加抑制剂，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量能够增加，但增加量不超过0.2重量%/小时。通过采用本发明专利技术的技术方案进行柠檬酸发酵，有效的抑制了发酵菌种的过快生长，并使发酵菌体和营养物质都向更有利于产柠檬酸的趋势发展，从而提高了发酵水平。同时，发酵菌种的菌球小而紧密，菌丝较短，使得在保证发酵所需的溶氧量的前提下有效地降低了搅拌功率，从而易于操作并降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法包括，在能够生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量%时开始向发酵培养基中添加抑制剂，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量能够增加，但增加量不超过0.2重量%/小时。通过采用本专利技术的技术方案进行柠檬酸发酵，有效的抑制了发酵菌种的过快生长，并使发酵菌体和营养物质都向更有利于产柠檬酸的趋势发展，从而提高了发酵水平。同时，发酵菌种的菌球小而紧密，菌丝较短，使得在保证发酵所需的溶氧量的前提下有效地降低了搅拌功率，从而易于操作并降低了生产成本。【专利说明】一种发酵制备軒檬酸的方法
本专利技术涉及。
技术介绍
柠檬酸是目前可以用微生物代谢生产的重要有机酸，其用途非常广泛，主要用于食品工业，其次是医药、纺织、建筑等工业部门；在各种重要器材的清洗、除锈和日用化工等方面也有重要用途。目前柠檬酸发酵行业采取的发酵技术通常为一次投料一次放料的间歇式液体深层二级发酵技术。其发酵过程为:将淀粉质原料酶解制备发酵培养基，然后将黑曲霉菌种接种到发酵罐中的发酵培养基中进行发酵生产柠檬酸，发酵停止后发酵培养基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。但采用现有技术生产柠檬酸，柠檬酸的产量和发酵转化率均较低，并且发酵过程中对培养基的搅拌功率较大，因此，发酵成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服采用现有技术生产柠檬酸中，柠檬酸的产量和发酵转化率均较低，并且发酵成本高的缺陷，提供一种柠檬酸的产量和发酵转化率均较高，且发酵成本低的发酵制备柠檬酸的方法。本专利技术的专利技术人发现，采用现有技术生产柠檬酸，柠檬酸的产量和发酵转化率均较低的原因在于:由于在配制用于柠檬酸发酵的培养基时，一般都是一次性将发酵所需的营养物质全部加入到发酵罐中，但这样致使在发酵过程中，由于发酵培养基中营养过剩，导致发酵菌种生长过快。一方面，发酵菌种生长过快，会偏向于将绝大部分营养物质和时间用于自身的生长上，使得用于合成柠檬酸的营养物质和时间大大减少，造成了营养物质的浪费，并且其合成柠檬酸的效率会大大下降。另一方面，由于发酵菌种生长过快，导致其菌球过大且蓬松，菌丝过长，使得在发酵过程中保证溶氧量的情况下会增加搅拌功率，从而造成了能源的浪费，增加了发酵成本。本专利技术的专利技术人发现，在柠檬酸发酵过程中，在发酵菌种对数生长的早期通过向发酵培养基中添加抑制剂，使得发酵菌种的生长以及产柠檬酸处于相协调的状态，因此，能够在一定程度上抑制发酵菌种的过快生长，使其维持在正常的生长水平上，使其用于自身生长的营养物质大大减少，在保证了发酵菌体向更有利于产柠檬酸的趋势发展的同时，也增加了用于产柠檬酸的营养物质，从而提高了柠檬酸的发酵水平。另外，发酵菌体的状态相对于现有技术的发酵菌体的状态，菌球小而紧密，菌丝较短，使得在保证发酵所需的溶氧量的前提下有效地降低了搅拌功率，从而易于操作并降低了生产成本。基于以上发现，本专利技术提供了，该方法包括，在能够生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量％时开始向发酵培养基中添加抑制剂，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量能够增加，但增加量不超过0.2重量％/小时。优选地，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量的增加量为0.02-0.08重量％/小时。优选地，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1.2-1.5重量％时开始向发酵培养基中添加所述抑制剂。优选地，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1.6-2.5重量％时停止向发酵培养基中添加所述抑制剂。通过采用本专利技术的技术方案进行柠檬酸发酵，在发酵过程中添加抑制剂，有效的抑制了发酵菌种的过快生长，并使其维持在正常的生长水平上，无论从菌体本身还是营养物质上都向更有利于产柠檬酸的趋势发展，从而提高了发酵水平。同时，在适当的时机加入抑制剂，还能够使得发酵菌种的菌球小而紧密，菌丝较短，使得在保证发酵所需的溶氧量的前提下有效地降低了搅拌功率，从而易于操作并降低了生产成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1在添加抑制剂的情况下，发酵24小时的菌体形态的显微镜图片，放大倍数为150倍。 图2为对比例I在不添加抑制剂的情况下，发酵24小时的菌体形态的显微镜图片，放大倍数为150倍。【具体实施方式】以下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。—方面，本专利技术提供了，该方法包括，在能够生成朽1檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其中，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量％时开始向发酵培养基中添加抑制剂，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量能够增加，但增加量不超过每小时0.2重量％。根据本专利技术，柠檬酸发酵过程中，在黑曲霉生长的对数期，其主要进行自身的生长。而由于目前柠檬酸发酵行业，为了节省操作步骤，采取的发酵技术通常为一次投料，因此，发酵培养基中的营养物质相对于黑曲霉生长所需的营养是过剩的。在这种情况下，黑曲霉的主要活动会偏向于将大部分营养物质用于有利于其自身生长的基础代谢上，因此，产柠檬酸的代谢会受到抑制；同时，由于其自身生长消耗了过多的营养，也导致了营养物质的浪费。并且，其过快的生长导致其菌球过大且疏松、菌丝过长，使得在保证溶氧量的前提下搅拌功率剧增，从而造成了成本的浪费。因此，本专利技术中，通过在黑曲霉生长的对数期向发酵培养基中添加一定量的抑制剂，以抑制黑曲霉的过快生长，使其维持在正常的生长水平上，以能够在自身的生长代谢和产柠檬酸的代谢中达到平衡，从而发挥其产柠檬酸的最佳水平。通常情况下，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量％时，黑曲霉正处于其生长的对数期早期，在此时间段内开始向发酵培养基中添加抑制剂，能够有效的抑制黑曲霉的过快生长，使其趋于正常的生长水平。同时，本专利技术的专利技术人还发现，过早加入抑制剂会使得发酵菌体还来不及正常的生长就受到抑制，从而不能正常的生产柠檬酸。过晚加入抑制剂会使的抑制剂对发酵菌体无法起到抑制的作用，从而不能实现本专利技术的目的。因此，本专利技术中，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1-1.7重量％时开始向发酵培养基中添加抑制剂。优选地，本专利技术的专利技术人发现，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1.2-1.5重量％时开始向发酵培养基中添加抑制剂能够更好地实现本专利技术的专利技术目的。根据本专利技术的专利技术人的实践经验，在正常的柠檬酸发酵过程中，当将黑曲霉菌种接种到发酵培养基中后的12-18小时，发酵培养基中黑曲霉的含量一般可达到1-1.7重量％。因此，在本专利技术的一种可替代的实施方式中，为了节省操作步骤，还可以在当将黑曲霉菌种接种到发酵培养基中后的12-18小时时开始向发酵培养基中添加抑制剂。本专利技术的专利技术人通过研究发现，在保证黑曲霉能够生长，且其含量的增加量不超过每小时0.2重量％的情况下，黑曲霉菌体能够在自身的生长代谢和产柠檬酸的代谢中达到很好的平衡。根据本专利技术，尽管当黑曲霉的含量的增加量在如上所述范围内时，即可实现本专利技术的目的。但优选地，当黑曲霉的含量的增加量为0.02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵制备柠檬酸的方法，该方法包括，在能够生成柠檬酸的条件下，将黑曲霉接种到发酵培养基中进行发酵，其特征在于，当发酵培养基中黑曲霉的含量达到1?1.7重量%时开始向发酵培养基中添加抑制剂，所述抑制剂的添加量使得黑曲霉的含量能够增加，但增加量不超过0.2重量%/小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗虎，熊结青，卢宗梅，王梅，吴晓艳，
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：