木薯清液發(fā)酵生產檸檬酸的工藝范文

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《科技創(chuàng)新與應用雜志》2014年第二十五期

1分析方法

pH測定：采用pH計測定。產酸測定：發(fā)酵液經普通濾紙過濾后，用0.1429mol/LNaOH滴定,每消耗1mlNaOH為1%酸度。總糖測定：經6mol/L硫酸水解后，用費林法測定[1]。還原糖測定：直接用費林法測定[1]。蛋白質測定：用凱氏定氮法[2]。

2結果與分析

2.1接種量對木薯清液發(fā)酵檸檬酸產酸的影響檸檬酸發(fā)酵接種量的多少，直接決定于進入培養(yǎng)系統(tǒng)的孢子數量[3]。菌絲球接種數一般與孢子數成正比。從表1中可以看出，菌絲球接種量大小對產酸率有一定的影響，在一定的范圍內，接種量越大，產酸越高。但接種量過大會影響發(fā)酵的有效體積，本實驗條件下，接種量在10~12%較為合適。

2.2起始pH對木薯清液發(fā)酵檸檬酸產酸的影響接種量10%，考察不同起始pH對玉米清液發(fā)酵的影響。從表2可以看出，pH值控制在4.5~5.0較為合適。起始pH較低（4.5以下），可能會影響糖化酶活力而使原料不能充分糖化。而pH值為大于5.5時，可能由于接近中性的條件下，細胞表面電荷減少，菌體間的斥力減弱而使菌球聚集，致使發(fā)酵產酸很慢[4]。

2.3發(fā)酵溫度控制對木薯清液發(fā)酵檸檬酸的影響從表3可以看出，溫度低于35℃高于39℃時，菌體產酸水平較低。菌體最佳發(fā)酵溫度為37~39℃。溫度低于35℃時可能影響菌體生長從而導致產酸緩慢，發(fā)酵周期較長。溫度高于39℃時，發(fā)酵周期雖然縮短，但轉化率偏低，可能由于溫度過高導致菌體及雜酸產生過量，菌體易早衰，影響糖酸轉化率。

2.4罐壓控制對木薯清液發(fā)酵檸檬酸的影響發(fā)酵罐通風時還要維持一定的罐壓，在一定范圍內，氣體的溶解度與罐壓成正比。從表4可以看出罐壓在0.1Mpa時，平均每小時產酸可以達到0.25%，隨著罐壓的降低，產酸速率也在降低，當罐壓降至0.02Mpa時，平均每小時產酸僅為0.08%。在檸檬酸發(fā)酵中，較高的罐壓不僅增加菌體產酸所需的溶解氧，還可以增加二氧化碳的溶解度，促進二氧化碳的固定。

2.5尿素的添加量對木薯清液發(fā)酵檸檬酸產酸的影響發(fā)酵培養(yǎng)基中氮源含量過于豐富，菌生長代謝加快，雖對縮短發(fā)酵周期有利，但不利于檸檬酸積累，產酸率不高；但是氮源含量過少又不利于菌體生長發(fā)育[5]。本實驗控制發(fā)酵起始pH5.0~5.5，發(fā)酵溫度37~39℃，罐壓0.1Mpa，接種量10%，以木薯清液為基料，加入不同量的尿素以調整發(fā)酵培養(yǎng)基的氮源含量，確定尿素的最適添加量。其產酸結果如圖1所示。圖1顯示，尿素添加量在0.6%時產酸最高。尿素添加量低于此值，則氮源偏低而影響產酸，尿素添加量超過此值可能會對菌體產生一定的毒性從而影響菌體生長代謝。

3結束語

以木薯清液為原料，用50L發(fā)酵罐進行檸檬酸發(fā)酵實驗，接種量10~12%，發(fā)酵起始pH值控制為4.5~5.0，發(fā)酵溫度37~39℃，罐壓0.1Mpa，尿素添加量為0.6%，發(fā)酵68h產酸可達16.5%(w/v)，殘總糖≤1.0%(w/v)，糖酸轉化率≥98.1%。

作者：汪磊單位：中糧生物化學（安徽）股份有限公司