一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，該方法以大豆糖蜜作為唯一碳源，再添加所需的培養(yǎng)基，采用黑曲霉菌發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸；采用大豆糖蜜質(zhì)量濃度26%，發(fā)酵溫度35℃，起始pH4.5，發(fā)酵時(shí)間96h，接種量5%，在此條件下，大豆糖蜜發(fā)酵檸檬酸得到的總酸度為9.02%。本發(fā)明選用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，充分利用了大豆糖蜜這一寶貴資源，對其開發(fā)和利用，一方面可減輕對環(huán)境壓力，另一方面也可以大大提高大豆糖蜜的利用價(jià)值，變廢為寶。另外由于大豆糖蜜價(jià)格低廉，采用其作為發(fā)酵底物可以明顯降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]檸檬酸又名枸櫞酸，是一種三元羧酸，其學(xué)名為3—羥基一3—羧基戊二酸。檸檬酸是生物體主要代謝產(chǎn)物之一，在自然界中分布廣泛，主要存在于檸檬、柑橘、梅子等果實(shí)中。檸檬酸被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)中。 [0003]大豆糖蜜是醇法生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白過程中的副產(chǎn)物。1963年，Daniel Chajuss把乙醇提取大豆蛋白質(zhì)過程中產(chǎn)生的棕色粘稠的漿狀物質(zhì)命名為“大豆糖蜜”。大豆糖蜜成分較為復(fù)雜，是多種植物性化合物的集合體。在生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白的過程中產(chǎn)生的大豆糖蜜是制約生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的主要因素之一，由于大豆糖蜜物料的特殊性，目前只作為價(jià)格低廉產(chǎn)品出售主要用作飼料，有效成分得不到充分利用，造成資源浪費(fèi)。因此，對大豆糖蜜的開發(fā)和利用顯得尤為重要，若能充分利用這一寶貴資源，對其開發(fā)和利用，一方面可減輕對環(huán)境壓力，另一方面也可以大大提高其利用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種生產(chǎn)成本低的大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，該方法不僅充分利用了大豆糖蜜中的有效成分，大大提高了其的利用價(jià)值，變廢為寶，而且減輕了大豆糖蜜對環(huán)境的壓力。
[0005]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，包括以下步驟:
(1)培養(yǎng)基的制備
菌種活化培養(yǎng)基的制備:取去皮土豆加蒸懼水煮沸25-35 min, 土豆與蒸懼水的比例為:lg:3.8-4.2 mL,過濾,取濾液,按Ig土豆加入0.1-0.15g葡萄糖和0.09-0.095g瓊脂計(jì)加入葡萄糖和瓊脂，用蒸餾水定容，土豆與定容后溶液的比例為:lg:4.8-5.2 mL，滅菌后鋪斜面，制備成斜面培養(yǎng)基備用；
種子培養(yǎng)基的制備:取55-65g/L的大豆糖蜜溶液，按ImL大豆糖蜜溶液加入
0.05-0.06g葡萄糖計(jì)加入葡萄糖，用蒸餾水定容，大豆糖蜜溶液與定容后溶液的體積比為:1:1.9-2.1，滅菌后冷卻備用；
發(fā)酵培養(yǎng)基的制備:調(diào)節(jié)大豆糖蜜初糖質(zhì)量濃度為23-28%，加入新制配的石灰乳調(diào)pH8.8-9.2，加熱煮沸，過濾，濾液用硫酸回調(diào)至pH5.8-6.2，再加草酸除去多余的Ca2+,在2500-3500 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離15-25 min,取上清液，按ImL上清液加入
0.005-0.00681^2?04和().01-0.015尿素計(jì)，先加入KH2PO4，滅菌后，再加入尿素，再在無菌操作條件下利用鹽酸或者氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH4.3-4.8，冷卻備用；
(2)菌種活化:以無菌操作方式用接種環(huán)取一環(huán)的黑曲霉菌菌種到菌種活化培養(yǎng)基中劃斜面，放在28-33°C恒溫培養(yǎng)65-80 h后，用無菌水將斜面上的孢子洗下制備孢子懸濁液，利用無菌水調(diào)節(jié)孢子懸濁液中孢子濃度0.8 X IO6-L 2X106spore/mL ；
(3)種子培養(yǎng):取孢子懸浮液接入種子培養(yǎng)基中，孢子懸浮液與種子培養(yǎng)基的體積比為:1:45-55，于32-38°C、150-250 r/min的搖床中培養(yǎng)35_45h得種子發(fā)酵液；
(4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)檸檬酸:按4-6%的接種量將種子發(fā)酵液接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，將接種好的培養(yǎng)基放到32-38°C、150-250 r/min的搖床上培養(yǎng)90_100h。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案:所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的制備步驟中，所述的石灰乳的質(zhì)量濃度為10-20%，所述的鹽酸或者氫氧化鈉溶液的濃度為l-2mol/L。 [0007]所述的菌種活化培養(yǎng)基的制備和種子培養(yǎng)基的制備步驟中，滅菌是指在121°C滅菌20 min,所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的制備步驟中，尿素是指在108°C滅菌5min后的尿素，鹽酸或者氫氧化鈉溶液是指在121°C滅菌15min后的鹽酸或者氫氧化鈉溶液。
[0008]以干基計(jì)，大豆糖蜜中碳水化合物占總固形物含量的60%左右，是一種良好的天然微生物發(fā)酵劑，因大豆糖蜜價(jià)格低廉，作為發(fā)酵底物可以明顯降低生產(chǎn)成本，使其有效地轉(zhuǎn)換為具有更高利用價(jià)值的生物能源和化工原料，同時(shí)，大豆糖蜜制備發(fā)酵產(chǎn)品的副產(chǎn)物還是良好的飼料添加劑，可達(dá)到物盡其用。本發(fā)明選用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸(以大豆糖蜜作為唯一碳源)，充分利用了大豆糖蜜這一寶貴資源，對其開發(fā)和利用，一方面可減輕對環(huán)境壓力，另一方面也可以大大提高大豆糖蜜的利用價(jià)值。因此，選用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，無論是從經(jīng)濟(jì)角度還是從可行性角度，都是值得考慮選擇利用的。本發(fā)明采用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸得到的總酸度為9.02%。
[0009]下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明之一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1:本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，包括以下步驟:
(I)培養(yǎng)基的制備
菌種活化培養(yǎng)基的制備:50 g去皮土豆加蒸餾水200mL煮沸30 min，過濾，取濾液，加入5 g葡萄糖，4.5 g瓊脂，蒸餾水定容至250 mL，在121°C滅菌20 min后倒入試管中鋪斜面，制備成斜面培養(yǎng)基備用。
[0012]種子培養(yǎng)基的制備:于250 ml三角瓶加入60 g/L的大豆糖蜜溶液50 mL，加入2.5g葡萄糖，蒸餾水定容至100 mL，12rC滅菌20 min，冷卻備用。
[0013]發(fā)酵培養(yǎng)基的制備:調(diào)節(jié)大豆糖蜜初糖含量為26% (質(zhì)量濃度)，加入新制配的15%石灰乳調(diào)PH9.0，加熱煮沸，過濾，濾液用硫酸回調(diào)至pH6.0，再加草酸除去多余的Ca2+，在3000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離20 min,取上清液，以每瓶50 mL分裝到500 mL的三角瓶中，添加KH2PO4 0.3g,在121 °C下高壓滅菌20 min,在無菌操作條件下加入尿素0.5g (尿素事先108°C滅菌5min)，再在無菌操作條件下利用lmol/L鹽酸或者氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH4.5(lmol/L鹽酸或者氫氧化鈉事先121°C滅菌15min)，冷卻備用。
[0014](2)菌種活化:以無菌操作方式用接種環(huán)取一環(huán)的黑曲霉菌菌種到菌種活化培養(yǎng)基中劃斜面，把接好菌種的試管放在30°C恒溫培養(yǎng)72 h后，用無菌水將斜面上的孢子洗下制備孢子懸濁液，利用無菌水調(diào)節(jié)孢子懸濁液中孢子濃度約106SpOre/mL。
[0015](3)種子培養(yǎng):吸取約2 mL孢子懸浮液接入已裝有100 mL的種子培養(yǎng)基的250mL的三角瓶中，35 0C 200 r/min的搖床中培養(yǎng)40 h得種子發(fā)酵液。
[0016](4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)檸檬酸
利用大豆糖蜜按照發(fā)酵培養(yǎng)基的制備方法制得發(fā)酵培養(yǎng)基，按5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的接種量將種子發(fā)酵液接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，將接種好的培養(yǎng)基放到35°C，200r/min的搖床上培養(yǎng)96h。在此條件下，大豆糖蜜 發(fā)酵檸檬酸得到的總酸度為9.02%。
【權(quán)利要求】
1.一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)培養(yǎng)基的制備 菌種活化培養(yǎng)基的制備:取去皮土豆加蒸懼水煮沸25-35 min, 土豆與蒸懼水的比例為:lg:3.8-4.2 mL,過濾,取濾液,按Ig土豆加入0.1-0.15g葡萄糖和0.09-0.095g瓊脂計(jì)加入葡萄糖和瓊脂，用蒸餾水定容，土豆與定容后溶液的比例為:lg:4.8-5.2 mL，滅菌后鋪斜面，制備成斜面培養(yǎng)基備用； 種子培養(yǎng)基的制備:取55-65g/L的大豆糖蜜溶液，按ImL大豆糖蜜溶液加入0.05-0.06g葡萄糖計(jì)加入葡萄糖，用蒸餾水定容，大豆糖蜜溶液與定容后溶液的體積比為:1:1.9-2.1，滅菌后冷卻備用； 發(fā)酵培養(yǎng)基的制備:調(diào)節(jié)大豆糖蜜初糖質(zhì)量濃度為23-28%，加入新制配的石灰乳調(diào)pH8.8-9.2，加熱煮沸，過濾，濾液用硫酸回調(diào)至pH5.8-6.2，再加草酸除去多余的Ca2+,在2500-3500 r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離15-25 min,取上清液，按ImL上清液加入 0.005-0.00681^2?04和().01-0.015尿素計(jì)，先加入KH2PO4，滅菌后，再加入尿素，再在無菌操作條件下利用鹽酸或者氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH4.3-4.8，冷卻備用； (2)菌種活化:以無菌操作方式用接種環(huán)取一環(huán)的黑曲霉菌菌種到菌種活化培養(yǎng)基中劃斜面，放在28-33°C恒溫培養(yǎng)65-80 h后，用無菌水將斜面上的孢子洗下制備孢子懸濁液，利用無菌水調(diào)節(jié)孢子懸濁液中孢子濃度0.8 X IO6-L 2 X IO6SporeAiL ； (3)種子培養(yǎng):取孢子懸浮液接入種子培養(yǎng)基中，孢子懸浮液與種子培養(yǎng)基的體積比為:1:45-55，于32-38°C、150-250 r/min的搖床中培養(yǎng)35_45h得種子發(fā)酵液； (4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)檸檬酸:按4-6%的接種量將種子發(fā)酵液接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，將接種好的培養(yǎng)基放到32-38°C、150-250 r/min的搖床上培養(yǎng)90_100h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，其特征在于:所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的制備步驟中，所述的石灰乳的質(zhì)量濃度為10-20%，所述的鹽酸或者氫氧化鈉溶液的濃度為l-2mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的方法，其特征在于:所述的菌種活化培養(yǎng)基的制備和種子培養(yǎng)基的制備步驟中，滅菌是指在121°C滅菌20 min，所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的制備步驟中，尿素是指在108°C滅菌5min后的尿素，鹽酸或者氫氧化鈉溶液是指在121°C滅菌15min后的鹽酸或者氫氧化鈉溶液。
【文檔編號】C12R1/685GK103614421SQ201310583223
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】程謙偉, 孟陸麗, 易弋, 孫庭廣, 黃繼偉 申請人:廣西科技大學(xué)