柠檬酸研究概况
柠檬酸研究概况范文

柠檬酸研究概况范文柠檬酸是一种有机酸,常用作食品添加剂和药物成分。
它是一种无色结晶性粉末,具有柠檬的酸味。
柠檬酸最早是从柠檬中提取得到的,因此得名。
目前,柠檬酸广泛应用于食品、饮料和制药领域,对人类生活产生了重要的影响。
柠檬酸具有多种生理活性和化学性质,因此引起了广泛的研究兴趣。
首先,柠檬酸是一种弱酸,具有清爽的酸味,因此被广泛用于食品和饮料。
柠檬酸能够增强食品的酸味,提高食品的品质和口感。
此外,柠檬酸还具有抑制微生物生长的作用,可以用作食品的防腐剂。
柠檬酸还可以用作一些药物的载体,在药物制剂中起到控释药物的作用。
其次,柠檬酸在制药领域也有广泛的应用。
柠檬酸可以与药物分子结合,形成柠檬酸盐。
柠檬酸盐具有较好的溶解性和稳定性,可以提高药物的生物利用度和晶体形态稳定性。
同时,柠檬酸盐也可以调节药物的溶出速率,控制药物的释放速度,从而实现长效缓释的效果。
因此,柠檬酸盐在制药工艺中得到广泛应用。
此外,柠檬酸还具有一些其他的应用价值。
柠檬酸可以用作清洁剂和洗涤剂的成分,具有去污、除垢的效果。
柠檬酸还可以用于水处理和金属腐蚀抑制剂中,起到溶解和清除水垢的作用。
柠檬酸还可以用作皮肤护理产品的成分,具有保湿、美白的效果。
另外,柠檬酸还可以用于纺织染料的修饰和催化剂的催化反应。
近年来,随着对健康和环境的日益关注,人们对柠檬酸的研究也逐渐增多。
一方面,人们对柠檬酸的生物利用度和代谢过程进行深入研究,以更好地了解它对人体的影响。
另一方面,人们研究如何改进柠檬酸的提取和合成工艺,以减少对环境的影响。
总之,柠檬酸是一种广泛应用于食品、饮料和制药领域的重要有机酸。
它具有多种生理活性和化学性质,因此引起了广泛的研究兴趣。
未来,对柠檬酸的研究将进一步深入,以期发现更多的应用领域和价值。
柠檬酸可行性研究报告

柠檬酸可行性研究报告第一部分:引言柠檬酸是一种常见的有机酸,广泛应用于食品、饮料、医药等领域。
由于其天然来源、良好的稳定性和安全性,柠檬酸在市场上具有较大的需求量。
本报告旨在对柠檬酸的生产、应用和市场前景进行深入研究,分析其可行性。
第二部分:市场分析1. 柠檬酸市场需求分析柠檬酸作为一种常见的食品添加剂,其在食品、饮料、医药等领域中应用广泛。
随着人们对健康食品的追求,柠檬酸作为一种天然的有机酸备受关注。
市场对柠檬酸的需求量日益增加。
2. 柠檬酸市场竞争分析目前,国内外企业对柠檬酸的生产技术越来越成熟,市场竞争日益激烈。
国内柠檬酸生产企业主要集中在江苏、湖北、四川等地,一些企业还进口柠檬酸原料进行加工生产。
3. 柠檬酸市场趋势分析随着人们对天然食品的需求增加,柠檬酸将会成为未来食品、医药领域中不可或缺的一种有机酸。
柠檬酸生产企业需不断创新,提高产品质量,开拓新的市场领域。
第三部分:柠檬酸生产可行性分析1. 柠檬酸生产工艺分析柠檬酸的生产工艺主要有发酵法、化学合成法和生物法等几种。
其中,发酵法是目前主流的生产方法,通过微生物将葡萄糖转化为柠檬酸。
2. 柠檬酸生产成本分析柠檬酸生产的成本主要包括原料成本、生产设备成本、人工成本、能源成本等方面。
根据市场行情和企业实际情况,综合计算生产成本,评估生产柠檬酸的可行性。
3. 柠檬酸生产技术水平分析国内外柠檬酸生产技术水平逐渐提高,生产企业应不断引进新技术、改进生产工艺,提高产品质量和产量,降低生产成本,增强市场竞争力。
第四部分:柠檬酸应用前景分析1. 食品工业中的应用柠檬酸作为一种天然的有机酸,可以增强食品的口感、延长保质期,被广泛应用于果汁、饮料、果冻、糖果等食品中。
2. 医药工业中的应用柠檬酸在医药工业中主要用于制备药物、口服液、口服溶液等制剂,具有抗氧化、降血压、解毒等功效。
3. 其他领域的应用除了食品、医药领域,柠檬酸还可以应用于洗涤剂、化妆品、农药等领域,具有广泛的应用前景。
柠檬酸综述

柠檬酸测定综述摘要:柠檬酸作为一大有机酸,广泛应用于有关行业,为此对于其量的测定至关重要。
例如在食品中,柠檬酸作为添加剂,其含量是检测食品质量的一项重要指标。
本综述简述了柠檬酸测定的方法,如高效液相色谱法、反相高效液相色谱法、离子色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法等。
关键词:柠檬酸;测定方法;高效液相色谱法;反相高效液相色谱法;离子色谱法;气相色谱法1.前言柠檬酸是一种广泛存在于动植物组织和各种水果、蔬菜中的有机酸,与人类的健康密切相关,可增强人体的正常代谢[1]。
由于其物理性能、化学性能、衍生物的性能,被广泛应用于一些食品加工领域。
如用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造 [2]。
在食品上,柠檬酸的含量对其味道的影响很大,并且在某些食品的品质指标测定的一大指标。
但是柠檬酸的使用范围是受到严格限制的[2],不能无限制的添加。
为此,如何定性和定量的测定柠檬酸的含量有重要的意义。
目前,测定柠檬酸的方法有高效液相色谱法[3]、反相高效液相色谱法[4]、离子色谱法[5]、气相色谱法[6]、微分电位溶出法[7]、毛细管电泳法[8]、动力学法[9]、酶法[10]等。
现将各种测定方法在柠檬酸测定中的使用逐一介绍。
2.分析方法2.1 高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法是目前应用最多的色谱分析方法,高效液相色谱系统由流动相储液体瓶、输液泵、进样器、色谱柱、检测器和记录器组成. 与经典液相色谱相比有以下优点:速度快、分辨率高、灵敏度高、色谱柱可反复使用、样品量少且易回收等。
利用高效液相色谱法测定柠檬酸有以下优点:能够直接进行检测,避免杂质等的影响;测定方法简便,时间短,结果准确。
特别是对于芳香族有机酸和多元酸,已被广泛用于各种食品和天然物中有机酸的测定[2]。
王永军等[3]在利用HPLC 检测方法时,建立了一种准确对发酵液中柠檬酸含量测定的仪器方法,在检测范围6~16mg/ mL 之间呈线性, R = 0. 999 7 , RSD 为±0. 8 %~1. 2 %( n = 6) ,最低检测浓度为0. 02mg/mL。
柠檬酸提取工艺的研究进展

1 3 2 0 0 0 ;2 .天 津大学 绿 色合 1 3 2 0 0 0 )
3 0 0 0 7 2 ;3 .九通 建设集 团有 限公 司 ,吉林
要 :柠檬酸是一种重要的有机 酸 ,广泛应用 于食 品 、医药及化妆 品等行业 。近年来 ,我 国柠檬酸 的
产量 、出口量呈上升趋势 ,2 0 0 3年我 国柠檬酸产量 4 5万 吨 ,出口3 0万吨。到 2 0 0 6年 ,我国柠檬酸产量约 7 0 万吨 ,年 出口量 5 0万吨 ,产量 和贸易量均居世界第一 。柠檬酸的生产主要采用微生物发酵法 。发酵醪液 中含 有多种杂质 ,因此 ,需要通过各种 物理及化学方法脱 除这些杂质 ,得到符合 国家标准 的柠檬 酸产 品。传统 钙
Ab s t r a c t :Ci t r i c a c i d i s a n i mp o r t a n t o r g a n i c a c i d wi t h wi d e u s a g e s i n f o o d, p h a r ma c e u t i c a l a n d c o s me t i c s i n d u s t r y . T h e c i t r i c a c i d p r o d u c t i o n wa s 4 5 0,0 0 0 t o n s a n d i t s o u t p u t wa s 3 0 0,0 0 0 t o n s i n C h i n a i n 2 0 0 3 . U n t i l 2 0 0 7, t h e a — mo u n t wa s 7 0 0,0 0 0 t o n s a n d 5 0 0,0 0 0 t o n s ,s e p a r a t e l y .I t i s t h e b i g g e s t i n t h e w o r l d .T h e b i o l o g i c a l f e r me n t a t i o n
柠檬酸项目可行性研究报告

柠檬酸项目可行性研究报告一、项目背景和目标柠檬酸是一种常见的食品添加剂,也是一种重要的有机酸,广泛应用于食品工业、制药工业、化妆品工业等多个领域。
随着人们对食品安全和健康的日益重视,柠檬酸市场需求逐渐增加。
本项目旨在建设一座柠檬酸生产工厂,满足市场对柠檬酸的需求,实现经济效益和社会效益双赢。
二、市场分析1.市场需求:随着食品工业的发展,柠檬酸的市场需求量逐年增加。
柠檬酸作为一种重要的食品酸味剂和保鲜剂,广泛应用于饮料、食品、糖果等众多领域。
全球对柠檬酸的需求量约为500万吨左右,其中中国市场需求量占据较大份额。
2.市场竞争:目前国内柠檬酸市场竞争较为激烈。
国内有多家柠檬酸生产企业,其中一些大型企业具有规模效应和品牌优势。
同时,国外进口柠檬酸也对市场竞争造成一定压力。
要在市场竞争中占据一席之地,需要具备一定的技术优势和市场拓展能力。
三、技术可行性柠檬酸生产的核心技术是通过菌种发酵来提取柠檬酸。
现代生物技术的发展使得柠檬酸的生产技术不断完善,同时与实际生产相结合,提高了柠檬酸的产量和纯度。
本项目拟引进国内外先进的柠檬酸生产技术和设备,确保生产的质量和效益。
四、投资经济效益分析1.投资规模:本项目计划投资5000万元人民币。
2.市场预测:根据市场需求和竞争分析,预计柠檬酸生产工厂年销售额可达2000万元,年净利润约800万元。
3.投资回收期:假设项目年经营时间为10年,在不考虑通货膨胀因素的情况下,项目预计回收期为6年。
4.投资风险控制:在投资过程中,需注意市场竞争风险、技术风险和政策风险。
合理制定市场营销策略,加强技术研发和创新,积极与相关政府部门合作,降低风险发生概率。
五、社会效益分析1.就业机会:柠檬酸生产工厂的建设将为当地提供大量稳定的就业机会,促进就业结构的优化和居民收入的增加。
2.地方经济贡献:柠檬酸生产工厂的建设将吸引相关产业链的发展,进一步推动当地经济的增长,增加地方财政收入。
3.提高产品质量:柠檬酸生产工厂将采用先进的生产技术和管理模式,提高产品质量,满足市场需求,提升食品安全和健康水平。
柠檬酸的综述

柠檬酸发酵综述摘要:柠檬酸是生物体的主要代谢产物之一,是目前由微生物发酵生产应用最为广泛、产量最高的有机酸。
在自然界中的分布很广,主要存在于柠檬、柑橘、菠萝等植物果实中,尤其以未成熟的含量最多。
最早的柠檬酸是从柠檬中提取的,故称柠檬酸。
柠檬酸具有令人愉悦的酸味,口感好,安全无毒,又是有机体的中间代谢产物,能被人体直接消化吸收,是食品工业最重要的酸味剂。
同时其在药物、化妆品行业也有广泛的用途,柠檬酸还具有相当的保健功效,在洗涤方面也有广泛的用途。
目前世界柠檬酸的产量已达一百多万吨,主要采用的是微生物发酵法来生产柠檬酸。
本文通过查阅文献对柠檬酸的性质、用途以及其发酵生产工艺做简单的综述和总结,其中发酵生产工艺的研究包括发酵菌种的选育、培养条件的选择和产品分离提取的方法。
关键词:柠檬酸、发酵、深层发酵、钙盐法Review of citric acid fermentation Abstract:Citric acid is one of the main metabolites of organisms, and it is the most widely used and the highest yield of organic acid production by microbial fermentation . Citric acid is widely distributed in nature, mainly in lemon, orange, pineapple and other plant fruits, especially in immature most content. The earliest citric acid is extracted from lemon, so it is called citric acid. Citric acid has a pleasant acidity, taste good, non-toxic, is an organism's intermediate metabolites, and can be directly digested and absorbed of by human body, is the most important sour agent. At the same time the drug, the cosmetics industry also has a wide range of uses, citric acid also has considerable health care effect, and it also has a wide use in the washing. At present the world production of citric acid has reached more than one hundred tons, mainly by microbial fermentation to produce citric acid.The article mainly tells us the natures and uses of citric acid, and its fermentation production process, including fermentation production process and fermentation.strains breeding, cultivation condition selection and product separation extraction method.Keywords: citric acid, fermentation, deep fermentation, calcium salt method一、概述1.柠檬酸的性质柠檬酸是一种重要的有机酸,又名枸橼酸。
柠檬酸液相方法_概述及解释说明

柠檬酸液相方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述柠檬酸液相方法是一种采用柠檬酸作为萃取剂的液相分析方法。
这种方法已经被广泛应用于环境科学、食品安全和生化分析等领域。
柠檬酸具有良好的溶解性和亲水性,使其在水相中可以有效提取和纯化目标物质。
1.2 文章结构本文将首先对柠檬酸液相方法进行详细介绍,包括其原理、实验操作步骤以及应用案例。
接着,文章将解释说明柠檬酸作为萃取剂的优势和机制,并与其他常用的液相分析方法进行比较。
最后,我们将总结得出该方法的优缺点,并展望其未来的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面地介绍柠檬酸液相方法,帮助读者了解其原理和应用领域。
通过深入探讨该方法的优势与局限性,我们希望能够促进该技术在实际应用中更广泛地推广和应用,并为相关研究人员提供参考依据。
以上为“1. 引言”部分的内容,主要包括概述、文章结构和目的。
这些内容将为读者提供一个清晰的导读,使其对接下来的正文部分有一个整体的了解。
2. 正文柠檬酸液相方法是一种常用的化学分析技术,通过在液相中使用柠檬酸作为试剂,可以实现对目标物质的准确测量和分析。
该方法的主要步骤包括样品处理、反应过程和结果分析。
首先,需要对待测样品进行预处理,以获得可溶性的目标物质。
这个步骤通常包括样品的研磨、溶解、稀释等操作。
接下来,在柠檬酸溶液中将待测样品与柠檬酸进行反应。
在特定条件下,目标物质与柠檬酸发生特定的化学反应,并生成可检测的产物。
最后,使用合适的分析方法(如光谱法、色谱法等)对反应产物进行检测和定量分析。
相比于其他方法,柠檬酸液相方法具有以下优点:首先,它具有较高的选择性和灵敏度,在很低浓度范围内也能够准确地检测目标物质;其次,该方法操作简单、成本较低且易于掌握;此外,由于柠檬酸属于较为常见的化学试剂,因此在实验室中比较容易获取。
另外,该方法还可以应用于多种不同类型的样品,包括水样、食品样品、环境样品等。
柠檬酸液相方法也存在一些局限性。
例如,在某些情况下,样品中可能存在干扰物质,这些干扰物质可能对反应过程产生影响,导致结果偏差。
柠檬酸医用用途-概述说明以及解释

柠檬酸医用用途-概述说明以及解释1.引言概述部分:柠檬酸是一种常见的有机酸,在医学领域具有广泛的用途。
它具有消炎、抗氧化和调节酸碱平衡等多种作用,被广泛运用于临床治疗和健康保健领域。
本文将重点探讨医用柠檬酸的作用机制及其在医学领域的应用,旨在全面了解柠檬酸在医疗中的重要作用。
1.1 概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的组织和内容进行概述和讲解。
在本篇长文中,文章结构可以包括以下内容:1. 引言部分介绍了柠檬酸的医用用途的背景和意义,引发读者对柠檬酸的兴趣和认识。
2. 正文部分详细分析了医用柠檬酸在消炎、抗氧化和调节酸碱平衡等方面的作用机制和临床应用。
3. 结论部分总结了文章中对医用柠檬酸的多种用途的阐述,强调了柠檬酸在医学领域的重要性和潜力。
4. 展望未来部分探讨了医用柠檬酸在未来可能的发展方向和研究重点,为读者展示了柠檬酸在医学领域的前景。
5. 结论部分总结了全文的主要内容和观点,提出了对医用柠檬酸的进一步研究和应用的建议和展望。
1.3 目的本文旨在探讨医用柠檬酸在医疗领域中的多种用途,包括其消炎、抗氧化和调节酸碱平衡等作用。
通过深入分析柠檬酸的药理学特性和临床应用情况,我们将对其在治疗疾病和促进健康中的作用有更深入的了解。
同时,我们也将展望医用柠檬酸在未来的发展趋势,为其在医学领域中的应用提供更多的启示和思考。
通过本文的研究,旨在为医学界和患者提供更多关于医用柠檬酸的有效信息,促进其在临床实践中的应用与推广。
2.正文2.1 医用柠檬酸的消炎作用柠檬酸作为一种天然有机酸,在医学领域中具有显著的消炎作用。
其消炎机制主要包括以下几个方面:首先,柠檬酸能够调节细胞内钙离子浓度,进而影响炎症反应的发生和发展。
钙离子是许多炎症细胞信号传导的重要组成部分,柠檬酸的存在可以调节细胞内钙离子水平,从而减少炎症细胞的活性,达到抑制炎症的目的。
其次,柠檬酸还可以抑制炎症相关的氧化应激反应。
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柠檬酸研究概况[摘要]:全文介绍了柠檬酸的性能,发展概况,生产过程及方式,影响因素等。
对现工业化运行的柠檬酸主要生产工艺的技术特点进行了具体的分析,阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势。
[关键词]:柠檬酸;发酵;发酵影响因子引言柠檬酸(也称构椽酸)是重要的有机酸, 是柠檬、袖子、柑橘、葡萄等水果天然酸味的主要成分。
天然柠檬酸在自然界中分布很广,天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。
1 柠檬酸的性质柠檬酸结构式:化学名称:2-羟基-1,2,3-三羧基丙烷英文名称2:2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acidCAS No.:77-92-9EINECS号:201-069-1[1]柠檬酸分子式:C6H8O71.1柠檬酸的物理性质在室温下,柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,在潮湿的空气中微有潮解性。
它可以以无水合物或者一水合物的形式存在:柠檬酸从热水中结晶时,生成无水合物;在冷水中结晶则生成一水合物。
加热到78 °C时一水合物会分解得到无水合物。
在15摄氏度时,柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。
1.2柠檬酸的化学性质从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物,并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。
加热至175°C时它会分解产生二氧化碳和水,剩余一些白色晶体。
柠檬酸是一种较强的有机酸,有3个H+可以电离;加热可以分解成多种产物,与酸、碱、甘油等发生反应。
天然柠檬酸在自然界中分布很广,天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。
人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的,可分为无水和水合物两种。
柠檬酸是世界上以生物化学方法生产量最大的有机酸, 酸味柔和爽快, 人口即达到最高酸感,后味延续时间较短,柠檬酸钠则是柠檬酸的钠盐, 水解后生成起主要作用的柠檬酸,所以柠檬酸(钠) 是重要的食品添加剂, 广泛用于食品工业, 可调节食品酸度, 增强食品感,在我国允许果酱、饮料、罐头、调味料和糖果等使用,国家标准没有明确规定使用限量。
柠檬酸不仅用于食品工业, 如酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等, 而且医药、饲料、化工、电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域都有十分广阔的应用[2]。
2 柠檬酸发展概况2.1世界柠檬酸生产概况[ 3,4]据美国SRI统计,1999年全球柠檬酸的生产能力为8719万t/ a。
美国和西欧柠檬酸装置开工率在85%以上。
世界柠檬酸有五大生产商, 分别是ADM公司、Junbunzlauer公司、Tate & Lyle公司、Cargill 公司、Hoffmamn-La Roche公司, 包括中国生产厂家在内, 共占全球柠檬酸生产能力的85%, 由此可见,柠檬酸行业具有很强的垄断性。
1998年Tate&Lyle公司收购了Bayer子公司Haarmann&Reimer公司的柠檬酸装置,其柠檬酸生产能力提高到17%,生产能力达到1615万t/a, 跃居世界第一。
全球柠檬酸单套生产能力最大的装置是奥地Junbunzlauer公司, 装置能力为1316万t/a。
2.2我国柠檬酸行业概况我国柠檬酸生产企业众多,厂家遍布全国各地,90年代初,柠檬酸企业的数量达到了最多,有120多家,厂家规模、生产能力、产品质量等参差不齐。
经过数年市场调整,从2003年开始,企业的产能不断向大规模集中,企业数量到目前锐减了80%以上,经过多年的竞争与发展,优胜劣汰,柠檬酸企业数量逐年减少,而规模迅速扩大, 20世纪末,使我国成为柠檬酸生产大国。
进入21世纪以来,经过数年的整合与发展,特别是2004年以来,我国柠檬酸工业取得了巨大的发展与进步,今天可以自豪地说:我国已经进入世界柠檬酸生产强国行列。
3柠檬酸的生产方式工业上,柠檬酸的生产方法主要有2种:一种是从天然含柠檬酸的果汁中提取;另一种是用发酵法进行生产。
目前世界上几乎都是用发酵法生产柠檬酸。
发酵法生产柠檬酸是以糖蜜、淀粉质、废果渣为原料,利用霉菌和酵母菌进行发酵,经提取、精制后而获得的高纯度产品。
发酵法又可分为表层发酵法、固体培养法和深层发酵法,其中深层发酵法占80%以上。
我国柠檬酸生产的主要原料包括淀粉、葡萄糖、玉米粉、稻米粉、木薯粉等,现在工业化生产大都选用薯干,玉米粉为原料,而欧美等国家则采用葡萄糖,淀粉等精料进行发酵。
在我国20世纪90年代以前柠檬酸行业还主要是以薯干粉为原料发酵柠檬酸,但由于薯干粉属粗料发酵,带有一定的固有弊端,如培养基营养波动,大量不参与生化反应的杂质空耗能源,并给提取增加负担,发酵总糖浓度偏低,影响发酵指数和设备利用率,发酵滤渣价值很低,难以综合利用等等。
20世纪90年代初期天津工业微生物研究所开始研究以玉米粉为原料的生产工艺,并得到广泛的应用。
4 柠檬酸发酵机理1940年H.A.克雷伯斯提出三羧循环学说以来,柠檬酸的发酵机理逐渐被人们所认识。
已经证明,糖质原料生成柠檬酸的生化过程中,由糖变成丙酮酸的过程与酒精发酵相同,亦即通过E-M途径(二磷酸己糖途径)进行酵解。
然后丙酮酸进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸缩合成为柠檬酸并进入三羧循环途径。
柠檬酸是代谢过程中的中间产物。
在发酵过程中,当微生物体内的乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低、而柠檬酸合成酶活性很高时,才有利于柠檬酸的大量积累。
5发酵生产过程柠檬酸生产分发酵和提取两部分5.1发酵发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵3种方法。
固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料,配好培养基后,在常压下蒸煮,冷却至接种温度,接入种曲,装入曲盘,在一定温度和湿度条件下发酵。
采用固态发酵生产柠檬酸,设备简单,操作容易。
液态浅盘发酵多以糖蜜为原料,其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中,接入菌种,待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。
发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。
深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。
微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。
现多采用通用发酵罐。
为了得到产柠檬酸的优良菌种,通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选,然后通过物理和化学方法进行菌种选育。
例如薯干粉深层发酵柠檬酸的菌种就是通过柠檬酸不断变异和选育得到的。
菌种适合在高浓度下发酵,产酸水平较高。
5.2提取在柠檬酸发酵液中,除了主要产物外,还含有其他代谢产物和一些杂质,如草酸、葡萄糖酸、蛋白质、胶体物质等,成分十分复杂,必须通过物理和化学方法将柠檬酸提取出来。
大多数工厂仍是采用碳酸钙中和及硫酸酸解的工艺提取柠檬酸。
除此之外,还研究成功用萃取法、电渗析法和离子交换法提取柠檬酸。
6柠檬酸发酵影响因子6.1氮源对柠檬酸发酵的影响氮源分为有机氮源和无机氮源两种,能作为黑曲霉发酵柠檬酸氮源的原料很多,黑曲霉可以利用很多无机和有机氮源,尤其偏好于无机氮源,并且在发酵柠檬酸中途添加NH4+盐也有优越性。
从NH4+的代谢调节作用考虑,黑曲霉柠檬酸生产菌的PFK酶是酵解途径中第一个调节酶,也是决定EMP 途径代谢流量的最重要的关键酶。
此酶受正常的生理浓度范围的柠檬酸和ATP的抑制,为AMP、Pi、NH4+所激活,NH4+还能有效地解除柠檬酸和ATP对PFK酶的抑制。
NH4+在细胞内的生理浓度水平下,PFK酶对柠檬酸不敏感,考察柠檬酸发酵时,PFK酶的这些效应物在细胞内的浓度表明,NH4+浓度与柠檬酸生产率有密切的关系。
所以NH4+在发酵过程中,尤其在产酸阶段不应受限[5]。
在考虑氮源用量时,应考虑原料中的含氮量和养基的碳氮比以控制霉菌的长势。
氮源不足长菌弱,发酵期延长,且易染杂菌。
而氮源过足则黑曲霉曲霉长势过旺,产酸率显著下降。
6.2pH值对柠檬酸发酵的影响柠檬酸主要发酵菌黑曲霉是嗜酸性微生物,黑曲霉在生长和发酵柠檬酸不同阶段需要不同的pH 值条件。
黑曲霉生长的最适pH值在3~7之间。
黑曲霉发育的最适pH值与培养基中的氮源有关,在糖合成培养基中,黑曲霉的分生孢子在pH值6.2~ 7.2之间发芽良好,如果pH < 4.5会抑制分生孢子的发育,在pH<2.5时孢子甚至不能发育。
但是如果pH>7.5,分生孢子会剧烈膨胀甚至破裂[6]。
6.3温度及原料粉碎度对柠檬酸发酵的影响一般微生物菌体生产所需最适温与产物形成最适温度不完全相同。
柠檬酸发酵前期菌体生长所需温度较高一些,产酸期稍低一些。
但由于生产中控制变温发酵比较困难,一般发酵罐内温度控制在36℃左右,此温度即适于菌体生长,又有利于柠檬酸合成。
低于此温度菌体生长缓慢,周期长。
而高于此温度,虽然可以促使产酸速度加快,周期缩短,但由于菌体早衰,由糖生成酸的转化率偏低。
7 柠檬酸行业待解决的课题7.1原料我们目前主要的原料是木薯和玉米。
前者仍是粗料发酵,它带来了一系列固有的缺陷,如培养基营养成分的波动;大量不参与生化反应的杂质空耗能源,并给提取增加诸多负担;发酵液总糖浓度偏低,影响了发酵指数和设备利用率;发酵液滤渣价值很低,难以综合利用等等。
玉米原料也只能算是半精料发酵,为了调整氮源,还要将一定比例的玉米粉直接进罐。
由于要追求尽可能高的液化收率,总糖浓度也无法调高,致使我们的发酵产酸,至今停留在12%~13%的水平。
玉米原料的综合利用也是个大问题,我们除利用了淀粉之外,将其余部分都制成了廉价的饲料,太可惜了。
所以,根据各厂实际,选用更适合的原料,提高资源利用率,是很迫切的问题。
7.2菌种近年来进展不大。
随着分子生物工程的发展,为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地,用基因重组菌种取代,改良原有的柠檬酸、青霉素菌种已见诸报道。
以基因工程手段改造传统的发酵工业,已经不是遥遥无期的事,如果我们不努力攻关,今天的技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。
随着发酵罐的日益大型化,它与手工麸曲制备的矛盾越来越突出,如何实现麸曲制备的工业化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的难题。
自然,最为理想的是制成孢子粉或采用固定化技术,只是技术难度很高。
复旦大学郭杰炎教授提出,目前更为现实的,是以固态发酵改变落后的麸曲制备工艺。
现在固体培养基发酵罐早已问世,已有应用生物制药、酶制剂、制曲等工业的报道。
如一种立式多层固态发酵罐,投料前进行空罐灭菌。
物料从顶部加料孔进入,然后进行蒸煮、灭菌,物料降温通过内蛇管、外夹套冷却,罐底进入无菌空气,从罐顶排出,达到通气、恒温要求,采用轴向搅拌翻料,发酵罐容积范围为0.5~10m。
另一种华东理工大学的智能生物发酵罐,全容量为50L~5000L,采用外罐体转动的搅拌方式,物料在罐体内边翻滚边进行蒸汽灭菌,通过进气调节罐内温度和湿度,转速为0~30rmp,均为不锈钢结构。