[發明專利]一種全木薯發酵生產檸檬酸的方法

無效

• 申請號: 201110341834.5
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102399830A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 寇光智;梁培森;周一江;范開山
• 申請（專利權）人: 日照魯信金禾生化有限公司
• 主分類號: C12P7/48
• 分類號: C12P7/48;C12R1/685
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

技術領域

本發明涉及一種發酵生產檸檬酸的方法，尤其是一種全木薯發酵生產檸檬酸的方法。

背景技術

目前，國內檸檬酸行業主要以玉米、瓜干、木薯等作為生產原料發酵生產檸檬酸，其中使用玉米的約占95％，其原料處理及發酵工藝路線如下：干玉米籽粒，經過除塵、除雜，直接粉碎成玉米粉，按一定比例加水調漿，在淀粉酶的作用下，經過高溫液化處理，成為流動性較好、便于菌種利用的液化液進入發酵過程，在發酵過程中，通過黑曲霉菌種代謝積累檸檬酸，發酵結束，將含有檸檬酸的發酵液進行下游提取及精制獲得檸檬酸產品。玉米原料處理和發酵過程中，產生副產物玉米渣和菌絲渣。

但是，隨著糧食危機的進一步蔓延，玉米作為主要糧食供應日益緊張，而瓜干由于其產量小、經濟成本高等限制了其廣泛應用，所以人們開始致力于采用非糧原料發酵生產檸檬酸的研究，以緩解糧食危機帶來的壓力。

木薯廣泛種植于熱帶和部分亞熱帶地區，在我國以廣東和廣西的種植面積最大，福建和臺灣次之，云南、貴州、四川、湖南、江西等省也有少量栽培。木薯含有亞麻仁苦苷，水解后會產生游離氫氰酸，若生食或食品加工過程處理不當易引起中毒，但在加工成薯干后，亞麻仁苦苷大部分都被去除，且用于檸檬酸生產過程在發酵之前的蒸煮液化可將亞麻仁苦苷去除掉，不會危害發酵。因此，作為一種資源豐富、淀粉含量高(木薯干淀粉含量在71％以上)的作物，木薯被用作檸檬酸生產原料對緩解全球糧食壓力有重要意義。

但是，使用木薯作為檸檬酸生產原料時，由于其蛋白含量偏低，發酵過程需要補充氮源，而且木薯中膠體物質較多，發酵液粘稠溶氧差。總之，現行的木薯發酵工藝相對于玉米發酵工藝，存在發酵底物濃度低、轉化率低、發酵周期長等問題，從而導致發酵糧耗、能耗偏高，發酵指數，發酵產量低等問題，同時對于下游提取也有一定影響。而且傳統的木薯發酵工藝中，通過菌體自身分泌酶類對原料進行分解糖化，由于菌體自身酶活力不夠以及糖化條件不適合，糖化不徹底，發酵殘糖高。

專利申請號為200910233468.4的“一種木薯去渣發酵生產檸檬酸的方法”和專利申請號為201010249932.1的“一種混合發酵原料生產檸檬酸的方法”分別公開了利用木薯作為檸檬酸生產原料和將玉米與木薯混合發酵生產檸檬酸的工藝，前者是采用玉米或來源有限的豆餅粉作為有機氮源，后者則只用玉米作為有機氮源，兩者基本上還是通過添加玉米作為發酵原料，沒有從根本上避免玉米消耗的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種全木薯發酵生產檸檬酸的方法，采用本發明既可以避免玉米原料的消耗，又能除去木薯發酵液中過多膠質，而且實現了原料的徹底糖化，降低了發酵糧耗，減輕了環保負荷。

本發明提出的一種全木薯發酵生產檸檬酸的方法，其主要步驟為粉碎、調漿、液化、過濾、發酵工序，具體步驟為：

(1)稱取木薯原料，粉碎成木薯粉；

(2)向粉碎后的木薯粉中加水，調漿；

(3)將木薯漿輸進噴射液化裝置，加入高溫α-淀粉酶，并進行液化；液化溫度為80-110℃，時間0.5-2h，α-淀粉酶的加入量為木薯粉質量的0.2-0.6‰；

(4)對液化后的木薯漿過濾，保留濾清液；

(5)稱取蛋白渣或蛋白粕，將其粉碎；

(6)向粉碎后的蛋白渣或蛋白粕中加水，調漿成為蛋白漿；

(7)將蛋白漿輸進噴射液化裝置，加入高溫α-淀粉酶，并進行液化；液化溫度為80-105℃，時間0.5-1h，α-淀粉酶的加入量為蛋白渣或蛋白粕干基質量的0.1-0.3‰；

(8)將木薯濾清液和蛋白渣或蛋白粕液化液混合通入發酵罐，調節pH至4-4.5，100-105℃滅菌30min，然后降溫至65-70℃；

(9)向發酵罐中加入酸性復合酶糖化；

(10)降溫至35-37℃，將發酵罐中接入黑曲霉菌種，通風發酵至發酵結束；

(11)發酵結束后，發酵液進入提取工序提取檸檬酸；

其中步驟(9)中糖化時選用的酸性復合酶加入量為木薯粉質量的0.3-0.4‰，糖化條件為65-70℃糖化10-15h；步驟(5)中采用蛋白渣或蛋白粕作為氮源，粉碎后的蛋白渣或蛋白粕粒徑小于1mm。

首先，為了保證木薯粉調漿均勻，需要將木薯粉碎成木薯粉，使其能通過60目篩網。由于木薯漿濃度過低會導致發酵濃度降低，從而最終減少產量；濃度過大會影響后期液化效果，所以調漿時，木薯粉與水的質量比為1∶3。