柠檬酸发酵工艺.ppt.ppt

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1、三柠檬酸发酵工艺柠檬酸发酵是典型的好氧发酵，工业上好氧发酵基本上有三种，即表面发酵；固体发酵和液体深层发酵，前两者是利用气相中的氧，后者主要是利用溶解氧，这三种发酵方法各有优缺点，都有经济上的可行性，工业上仍然有保留。（一）表面发酵工艺表面发酵是利用生长在液体培养基表面的微生物代谢作用，将可发酵性原料转化为柠檬酸，这种工艺出现最早，1923年由美国Chas.Pfizer公司实现了工业化，但主要是利用蜜糖原料来进行发酵的，采用表面发酵工艺具有一些优点：（1）设备简单，投资少，投产快；（2）操作技术简单，能耗低；（3

2、）原料粗放，而且适于高浓度发酵，产酸浓度也较高；但表面发酵存在的问题是设备占地面积大，劳动强度大，发酵时间长，菌体生长量多，而影响产率等。这种培养方法菌的生长速度与培养基深度有关，单位体积的表面积越大，生长速度也越快。氧的供给常成为发酵的限速因素，所以发酵周期长，占地面积大。优点是不需要深层培养时的搅拌和通气，节省动力。如醋酸、柠檬酸发酵和曲盘制曲。柠檬酸表面发酵工艺1.1表面发酵微生物工业上应用的菌种均为黑曲霉，在国外普遍采用孢子接种的方法进行表面发酵1.2干孢子的制备表面发酵用的种子，接种量大，最初采用大批量

3、的茄子瓶培养，使用前在无菌条件下制成孢子悬液，接入发酵液中，然后分装接入发酵盘，这种方法工作量大，而且种子质量不能保证，不适宜大规模的工业化生产应用，采用干孢子接种是浅盘发酵工艺能实现工业化的关键因素。菌种→沙土保藏→斜面培养→液体培养→干燥→干孢子收集→合格成品保藏→使用前质量检查→合格→作为发酵用种子。干孢子液体培养成熟后，将浅盘倾斜，把盘内培养液除去，然后培养盘于干燥柜中，两端与无菌空气进、出管道相连，通入40℃左右的无菌空气，干燥3-4小时，在无菌条件下采用孢子收集器进行孢子收集。1.4表面发酵工艺（1）

4、一般发酵根据菌种的产酸能力，也层一般在8~12cm，一次性发酵至结束。（2）置换法一次发酵结束，将酸液从菌膜下排走，然后再菌膜下通入无菌水，静止1小时，待菌膜中酸液渗入水中，排走洗水至贮酸桶，再通入置换液，液层视菌种生产能力而定，一般在6~8cm。（3）添加法有两种方法：一是分菌膜生长期和产酸期，生长期的液层3cm左右，待菌膜形成，放掉菌膜下的生长液，通入产酸培养基，液层在10~12cm，一直到发酵结束。另一种添加工艺是在液层为6~8cm的一段发酵基础上，待产酸进入高峰期通入3-~4cm的产酸培养基，总液层达9~

5、12cm，直至发酵结束。（二）固态发酵工艺固态发酵是将原料及菌体被吸附在疏松的固体支持物（载体）上，经过微生物的代谢活动，将原料中可发酵性成分转化为柠檬酸。固体发酵工艺具有的优点：（1）设备简单，投资少；（2）操作简单，能耗低，适应性强；（3）原料粗放；（4）发酵时间短缺点是设备占地面积大、劳动强度大，传质传热困难，产品回收率低，副产物多等。固体培养又分为浅盘固体培养和深层固体培养，统称曲法培养。它起源于我国酿造生产特有的传统制曲技术。其最大特点是固体曲的酶活力高。固体培养具有以下优点：①原料：以谷物和农业废物为

6、主要原料，只需外加适量水分、无机盐等。培养基组成简单。②防止污染：利用霉菌能在水分较低的基质表面进行增殖的特性，在这种条件下，细菌生长不好，因此不易引起细菌污染。③通气：无论浅盘或深层固体通风制曲，可以在曲房周围使用循环的冷却增湿的无菌空气来控制温湿度，并且能根据菌种在不同生理时期的需要，灵活加以调节。在固体培养中，氧气是由基质粒子间空隙的空气直接供给微生物，比液体培养时的用通气搅拌供给氧气节能。2.1生产工艺流程甘薯渣→破碎→加辅料→洒水→湿薯干→加辅料→蒸料→摊晾↓斜面种子→一级种子→二级种子→补水接种→装盘

7、→曲房发酵→浸曲→自然过滤→滤液→加热→过滤薄层固态发酵在发酵室内进行，发酵时也叫曲房，需要配置无菌空调设备，室内放置盘架，以8~10层为宜，架盘层垂直间距为15~20cm。薄层发酵的容器可以采用发酵盘（曲盘、竹盘等）曲盘的厚度在6~8cm，材料可以是木质，铁质或不锈钢等，盘底最好是多孔篩板，以利于通气。薄层发酵盘曲、帘子曲是最简单的固体发酵技术，这些发酵设备具有就地取材、上马快、投资省、推广易的特点，因而这种发酵适用于农村中小型生产。帘子曲用的帘子和盘曲用的曲盘以及放置帘子和曲盘的曲架见图。曲架可以用木材或毛竹

8、制成，外表最好涂漆以防霉菌生长，曲盘可用竹木制成。常用浅盘尺寸有0.37m×0.54m×0.06m或1m×lm×0.06m等。大的曲盘没有底板，只有几根衬条，上铺竹帘、苇帘或柳条，或者干脆不用木盘，把帘子铺在架上，这扩大了固体培养基与空气的接触面，减少了老法的许多笨重操作，提高了曲的质量。帘子可用芦苇、竹或柳等编成(便于卷在一起进行蒸煮灭菌)。曲架、曲盘和帘子的尺寸可根据