[發明專利]一種檸檬酸發酵過程中流加鈣劑的方法

在審

• 申請號: 201811501408.1
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109486872A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 寇光智;李昌濤;陳祥軍;孔玉;蔣水星;范開明;竇立好
• 申請（專利權）人: 日照金禾博源生化有限公司
• 主分類號: C12P7/48
• 分類號: C12P7/48
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 趙斌;苗峻

本發明提供了一種檸檬酸發酵過程中流加鈣劑的方法，其特點是在檸檬酸發酵過程中，向發酵液中流加鈣劑，包括但不僅限于碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣等，使一部分檸檬酸轉化為檸檬酸氫鈣，降低了發酵液中檸檬酸濃度，從而減弱了檸檬酸對關鍵酶?磷酸果糖激酶的抑制；同時pH的相對升高緩解了菌種對低酸的耐受，使得相關關鍵酶活性相對提高，加快了產酸速度，縮短了發酵周期。在發酵過程中產生的檸檬酸氫鈣在高濃度檸檬酸條件下是可溶的，發酵結束后隨發酵液除去菌體后，進入傳統的鈣鹽提純法。本發明打破了傳統檸檬酸發酵不控pH的界限，使得合成檸檬酸關鍵酶活性相對提高，加快了產酸速度，縮短了發酵周期，而且相對提高了發酵液產物終濃度，更有利于后提取工藝，最終提高了企業的經濟效益。

技術領域

本發明涉及檸檬酸發酵領域，具體涉及一種檸檬酸發酵過程中流加鈣劑的方法。

背景技術

檸檬酸，是一種非常重要的有機酸，學名2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸，分子式C₆H₈O₇(無水物)，無臭，有令人愉悅的酸味，是一種廣泛地應用于食品，醫藥和化工領域的有機酸。隨著經濟的發展，各行各業對檸檬酸的需求量穩步上升，主要用于食品工業、醫藥業和化學工業,并且在電子、紡織、石油、皮革、建筑、攝影、塑料、鑄造和陶瓷等工業領域中也有十分廣泛的應用，主要被用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑和除腥脫臭劑等。

目前，檸檬酸發酵生產中存在著發酵過程中隨著檸檬酸的積累，pH的降低，導致合成檸檬酸關鍵酶活性降低，產酸高峰期維持時間短，導致發酵周期長、發酵液最終濃度較低，從而導致能耗高，設備利用率低等問題，嚴重制約了檸檬酸行業的發展。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種檸檬酸發酵過程中流加鈣劑的方法來控制pH，使一部分檸檬酸轉化為檸檬酸氫鈣，降低了檸檬酸濃度，從而減弱了檸檬酸對關鍵酶-磷酸果糖激酶的抑制；同時pH的相對升高緩解了菌種對低酸的耐受，使得相關關鍵酶活性相對提高，最終加快了產酸速度，縮短了發酵周期，提高了最終發酵液產物的濃度。

本發明的具體步驟為：

(1)配制鈣劑漿液，121℃滅菌30分鐘，得到無菌鈣劑漿液，待用；

(2)發酵罐接入種子液進行發酵，隨著發酵進行，發酵液pH降低，當發酵周期在8h后，pH降低至2.1-2.3時，開始流加鈣劑漿液，使pH維持在2.1-2.3；

(3)當發酵達時間達到24h后，控制鈣劑漿液流加速度使pH維持在1.9-2.1；

(4)發酵時間達到32h后停止流加鈣劑漿液，至發酵終止。

步驟(1)所述的鈣劑選自碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或多種，所述鈣劑漿液中鈣劑的含量為30-60g/100mL溶液。之所以控制在上述濃度范圍，主要考慮到鈣劑漿液的流動性及對發酵液的稀釋作用，濃度太高流動性差，流加困難，濃度太低又會造成對發酵液的稀釋作用。

配發酵液時，將總糖含量控制在18-19.5g/100mL溶液，常規發酵液初始糖度最高控制在18-18.5g/100mL溶液，因為如果初始糖度太高，最終檸檬酸濃度也相應變高，高濃度的檸檬酸對菌種有抑制作用，即菌種存在對檸檬酸濃度的耐受性；而本發明在發酵過程中加入了鈣劑，將一部分檸檬酸轉變成了檸檬酸氫鈣，即在菌種對檸檬酸濃度耐受性不變的情況下，可以提高發酵初始總糖度，這樣就使最終檸檬酸鹽濃度相應提高。