[發(fā)明專利]檸檬酸的提取制備工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810414041.3
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108588134A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李航;董力青;王錚;唐永強;王峰;汲廣習(xí)
• 申請（專利權(quán)）人: 齊齊哈爾龍江阜豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12P7/48
• 分類號: C12P7/48;C07C51/42;C07C51/47;C07C51/43;C07C59/265;C12R1/685
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本發(fā)明屬于檸檬酸制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了檸檬酸的提取制備工藝，其包括如下步驟：步驟1）制備發(fā)酵培養(yǎng)基，步驟2）活化黑曲霉種子液，步驟3）發(fā)酵產(chǎn)酸，步驟4）提取檸檬酸。本發(fā)明優(yōu)優(yōu)化了發(fā)酵產(chǎn)酸工藝，周期短，成本低，制備的檸檬酸產(chǎn)品收率和純度較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檸檬酸制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及檸檬酸的提取制備工藝。

背景技術(shù)

檸檬酸，又名枸櫞酸，學(xué)名 2-羥基-l，2，3-丙三羧酸（2-hydroxy-1，2，3-propanetricanboxylic acid），為白色晶體粉末，無味，常含一分子結(jié)晶水或無結(jié)晶水，易溶于水。它是生物體內(nèi)三接酸循環(huán)的主要中間產(chǎn)物之一，所以在幾乎所有的生物體中有著重要的代謝意義。檸檬酸在食品、醫(yī)藥、化妝品、化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于檸檬酸的口感為爽快的酸味，所以，普遍用作于各種飲料、點心的酸性調(diào)味劑，或者食用油的抗氧化劑。此外，檸檬酸具有防止或者消除皮膚色素沉著的作用，因此檸檬酸可用于制藥和化妝品行業(yè)。檸檬酸溶液及其鹽溶液還可以作為紡織品的助洗劑，可以沉淀紡織品上金屬離子，同時，作為純棉紡織物的無甲酸防皺整理劑。世界市場上大約有 70%的檸檬酸用于食品行業(yè)，10%用于醫(yī)藥和化妝品，化學(xué)工業(yè)占 15%，其他行業(yè) 5%。目前，檸檬酸全世界消耗量已經(jīng)達到 120萬噸，年產(chǎn)達 160 萬噸，市場貿(mào)易量為 90 多萬噸，而且以每年 7%的增長率逐年上升。中國作為世界上最大的檸檬酸出口國，生產(chǎn)技術(shù)居世界前列，年出口量超過世界貿(mào)易總量的一半，主要銷往歐洲、日本等地。因此檸檬酸的生產(chǎn)對具有重要的意義。

檸檬酸的生產(chǎn)方法主要有天然提取法、化學(xué)合成法和生物發(fā)酵法。生物發(fā)酵法是最常用的方法。檸檬酸發(fā)酵方式分為：利用青霉屬和曲霉真菌的固態(tài)表面發(fā)酵；利用曲霉真菌深層發(fā)酵；固態(tài)培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、和多級發(fā)酵。目前，商業(yè)上主要以淀粉為底物通過黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。黑曲霉發(fā)酵檸檬酸的過程主要包括：利用培養(yǎng)基中的碳源；經(jīng)EMP途徑后，積累檸檬酸；檸檬酸由線粒體分泌至胞質(zhì)；檸檬酸由胞內(nèi)分泌至培養(yǎng)基中。

檸檬酸發(fā)酵行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)上亟待解決的問題主要包括菌種、發(fā)酵培養(yǎng)基原料、提取三個方面。在發(fā)酵菌種方面，多種微生物可以積累檸檬酸，如黑曲霉、青霉、構(gòu)巢曲霉等，此外，一些酵母也可以利用乙酸、烷烴等來制造檸檬酸。實際的工業(yè)生產(chǎn)中用到的菌種都是經(jīng)過篩選選育的新菌種。分子生物工程的發(fā)展，為優(yōu)良菌種的選育提供了更為廣闊的空間，用基因重組菌種取代原有檸檬酸生產(chǎn)菌的報道已經(jīng)有很多，20世紀(jì)70-90 年代是我國檸檬酸新菌種的高產(chǎn)期。黑曲霉是食品級安全的絲狀真菌，黑曲霉具有酶系豐富，發(fā)酵效率高、副產(chǎn)物少等優(yōu)勢，能夠很好的調(diào)控糖酵解的通量，以及檸檬酸從線粒體和細胞質(zhì)的分泌，仍然是檸檬酸發(fā)酵發(fā)展的重要方向，也是提高檸檬酸生產(chǎn)率的重要途徑。到目前為止，黑曲霉仍是工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的檸檬酸生產(chǎn)菌。對于已有高產(chǎn)菌株的產(chǎn)酸機理進行研究，分析菌株整個生長和代謝的生理過程，為產(chǎn)酸機理的闡釋以及菌種改良提供依據(jù)，意義重大?！皺幟仕岚l(fā)酵菌黑曲霉的菌種改良述評，生物技術(shù)2005年”公開了檸檬酸發(fā)酵菌黑曲霉的改良方式，包括對菌株進行誘變以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)等方式，其在一定程度上提高了菌株的產(chǎn)酸量；“玉米粉原料的檸檬酸發(fā)酵初步研究，工業(yè)微生物2000年”研究了玉米粉為原料進行檸檬酸發(fā)酵的工藝參數(shù)，優(yōu)化了產(chǎn)酸體系。如何對微生物發(fā)酵產(chǎn)酸體系進一步優(yōu)化，以提高產(chǎn)酸量，同時降低發(fā)酵成本，是發(fā)酵產(chǎn)業(yè)需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)發(fā)酵培養(yǎng)基成本高，檸檬酸產(chǎn)率、收率以及純度低等缺陷，提供了檸檬酸的提取制備工藝。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

檸檬酸的提取制備工藝，其包括如下步驟：步驟1）制備發(fā)酵培養(yǎng)基，步驟2）活化黑曲霉種子液，步驟3）發(fā)酵產(chǎn)酸，步驟4）提取檸檬酸。

具體地，所述工藝包括如下步驟：