《柠檬酸发酵原理》-课件.pptVIP

主要内容 柠檬酸简介 菌种制备过程 黑曲霉发酵柠檬酸的机制 柠檬酸的发酵生产 柠檬酸的分离 提取 菌种制备过程 工业生产几乎都是用黑曲霉作为生产菌 黑曲霉产酸量高，转化率也高。且能利用多种碳源，因而是柠檬酸生产的最好菌种。 菌源、平板涂布分离、挑选单菌落 、单菌落小试管（6天）、鉴定（测酸、镜检）、制作一代小试管、一代鉴定、制作二代茄子瓶、二代鉴定、制作麸[fū]曲、鉴定、储藏 黑曲霉发酵柠檬酸的机制 总述：萄葡糖首先通过糖酵解（EMP）／磷酸戊糖途径（HMP）得到磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸，然后经过一个不完整的三羧酸循环（TCA）达到柠檬酸的积累。 思考 EMP、HMP、TCA存在大多数真核生物细胞中，但是为什么黑曲霉能够大量积累柠檬酸呢？ 黑曲霉如何积累柠檬酸 黑曲霉耐酸，耐低PH。 黑曲霉发酵柠檬过程中，在发酵初期，发酵液中萄葡糖含量较高，而高浓度的萄葡糖正是黑曲霉α-酮戊二酸脱氢酶合成的抑制物，这样一来TCA循环就中断了，酸度得到积累（注意此时积累的是酸度而不仅是柠檬酸），但是当酸度积累到PH≤2.0时，催化柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸正逆反应的顺乌头酸水合酶，不表现出活力，这样TCA循环在合成柠檬酸之后就不会向后继续反应，从而达到柠檬的积累。 柠檬酸的发酵生产 原料： 碳源主要有废糖蜜、蔗糖及淀粉质原料。 氮源对柠檬酸的发酵生产特别重要，氨、氢氧化氨或磷酸铵可大量提高产量。 一些金属离子如钼、铜、锌或钙等对柠檬酸合成有抑制作用。 一些非离解性的表面活性剂，可以在发酵中使菌丝均匀分散于培养液中，利于提高产量。 液体通风发酵 图1 柠檬酸深层发酵工艺流程 发酵条件：培养基为18%的薯干粉，灭菌前加入0.05%的淀粉酶；发酵温度为32摄氏度，12h前通风量1：0.1，12h后的通风量1：0.2，一般发酵周期为112—120h。 柠檬酸的分离提取 钙盐法： 发酵液中的柠檬酸变成钙盐沉淀，然后用硫酸将柠檬酸钙置换出游离的柠檬酸，生成的硫酸钙沉淀出来，最后将柠檬酸进一步纯化结晶。 柠檬酸钙的生成： 发酵结束后滤去菌丝，滤液按总酸量的70% 加入碳酸钙粉进行中和，随后煮沸柠檬酸钙沉淀出来，在95℃以上高温时柠檬酸钙 溶解度低，而其他有机酸的钙盐溶解度高，热水洗涤干净。 硫酸置换反应： 将洗净的柠檬酸加水搅成糊状，在搅拌下加入浓硫酸，温度80℃以上，硫酸与钙离子形成硫酸钙沉淀下来，将柠檬酸置换出来。硫酸的用量约为加入碳酸钙的85%-90%。严格控制温度。 脱色： 得到纯净的晶体，首先须除去色素，活性炭脱色和打孔树脂脱色。 去除阳离子杂质： 树脂进行离子交换，当有pH的溶液流出时，表示已有柠檬酸流出，开始收集。 浓缩： 减压浓缩 结晶： 缓慢搅拌 缺点： 劳动强度大，设备易腐蚀，提取率仅70%左右，同时造成环境污染。 柠檬酸发酵工艺流程 柠檬酸简介 柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水。 用途： 用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体。 柠檬酸与钙离子结合则成可溶性络合物，能缓解钙离子促使血液凝固的作用，可预防和治疗高血压和心肌梗死。所以可以起抗凝血作用。所以柠檬酸钠和草酸钠被称为抗凝血剂。柠檬酸促进脂肪分解，快速实现减肥。 淀粉 葡萄糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖 磷酸丙糖 磷酸烯醇丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA 苹果酸 草酰乙酸 柠檬酸 顺乌头酸 异柠檬酸 α-酮戊二酸 琥珀酸 富马酸 CO2 Fe 2+ CO2 CO2 * *