木薯清液发酵生产柠檬酸的工艺范文

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《科技创新与应用杂志》2014年第二十五期

1分析方法

pH测定：采用pH计测定。产酸测定：发酵液经普通滤纸过滤后，用0.1429mol/LNaOH滴定,每消耗1mlNaOH为1%酸度。总糖测定：经6mol/L硫酸水解后，用费林法测定[1]。还原糖测定：直接用费林法测定[1]。蛋白质测定：用凯氏定氮法[2]。

2结果与分析

2.1接种量对木薯清液发酵柠檬酸产酸的影响柠檬酸发酵接种量的多少，直接决定于进入培养系统的孢子数量[3]。菌丝球接种数一般与孢子数成正比。从表1中可以看出，菌丝球接种量大小对产酸率有一定的影响，在一定的范围内，接种量越大，产酸越高。但接种量过大会影响发酵的有效体积，本实验条件下，接种量在10~12%较为合适。

2.2起始pH对木薯清液发酵柠檬酸产酸的影响接种量10%，考察不同起始pH对玉米清液发酵的影响。从表2可以看出，pH值控制在4.5~5.0较为合适。起始pH较低（4.5以下），可能会影响糖化酶活力而使原料不能充分糖化。而pH值为大于5.5时，可能由于接近中性的条件下，细胞表面电荷减少，菌体间的斥力减弱而使菌球聚集，致使发酵产酸很慢[4]。

2.3发酵温度控制对木薯清液发酵柠檬酸的影响从表3可以看出，温度低于35℃高于39℃时，菌体产酸水平较低。菌体最佳发酵温度为37~39℃。温度低于35℃时可能影响菌体生长从而导致产酸缓慢，发酵周期较长。温度高于39℃时，发酵周期虽然缩短，但转化率偏低，可能由于温度过高导致菌体及杂酸产生过量，菌体易早衰，影响糖酸转化率。

2.4罐压控制对木薯清液发酵柠檬酸的影响发酵罐通风时还要维持一定的罐压，在一定范围内，气体的溶解度与罐压成正比。从表4可以看出罐压在0.1Mpa时，平均每小时产酸可以达到0.25%，随着罐压的降低，产酸速率也在降低，当罐压降至0.02Mpa时，平均每小时产酸仅为0.08%。在柠檬酸发酵中，较高的罐压不仅增加菌体产酸所需的溶解氧，还可以增加二氧化碳的溶解度，促进二氧化碳的固定。

2.5尿素的添加量对木薯清液发酵柠檬酸产酸的影响发酵培养基中氮源含量过于丰富，菌生长代谢加快，虽对缩短发酵周期有利，但不利于柠檬酸积累，产酸率不高；但是氮源含量过少又不利于菌体生长发育[5]。本实验控制发酵起始pH5.0~5.5，发酵温度37~39℃，罐压0.1Mpa，接种量10%，以木薯清液为基料，加入不同量的尿素以调整发酵培养基的氮源含量，确定尿素的最适添加量。其产酸结果如图1所示。图1显示，尿素添加量在0.6%时产酸最高。尿素添加量低于此值，则氮源偏低而影响产酸，尿素添加量超过此值可能会对菌体产生一定的毒性从而影响菌体生长代谢。

3结束语

以木薯清液为原料，用50L发酵罐进行柠檬酸发酵实验，接种量10~12%，发酵起始pH值控制为4.5~5.0，发酵温度37~39℃，罐压0.1Mpa，尿素添加量为0.6%，发酵68h产酸可达16.5%(w/v)，残总糖≤1.0%(w/v)，糖酸转化率≥98.1%。

作者：汪磊单位：中粮生物化学（安徽）股份有限公司