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　　菌種的培養

　　在檸檬(meng)酸(suan)的(de)工(gong)業生產中(zhong)都采用微生物發酵(jiao)(jiao)法，而(er)有(you)(you)價值的(de)只有(you)(you)幾種(zhong)曲(qu)霉菌(jun)和酵(jiao)(jiao)母(mu)(mu)菌(jun)，其中(zhong)黑曲(qu)霉菌(jun)是(shi)工(gong)業中(zhong)具有(you)(you)競(jing)爭力(li)(li)的(de)菌(jun)種(zhong)，酵(jiao)(jiao)母(mu)(mu)中(zhong)競(jing)爭力(li)(li)強的(de)有(you)(you)解(jie)脂假絲酵(jiao)(jiao)母(mu)(mu)和季也蒙(meng)赤酵(jiao)(jiao)母(mu)(mu)等(deng)。 [7]

　　黑(hei)曲霉(mei)是(shi)在(zai)瓊(qiong)脂(zhi)上培養的，在(zai)瓊(qiong)脂(zhi)上成局限菌落，在(zai)室(shi)溫(wen)下培養10~14天(tian)，成為(wei)豐富密(mi)集的孢子梗，菌落為(wei)黑(hei)色，有時也(ye)為(wei)深(shen)褐(he)黑(hei)色。考慮到檸檬(meng)酸(suan)(suan)生產(chan)(chan)菌應(ying)具有產(chan)(chan)酸(suan)(suan)能力強和耐檸檬(meng)酸(suan)(suan)濃度高的特(te)點，可采用(yong)酸(suan)(suan)性濾紙法(fa)(fa)、變(bian)色圈(quan)法(fa)(fa)和單(dan)孢子移植法(fa)(fa)將黑(hei)曲霉(mei)分離(li)出(chu)來，以避免其(qi)他雜菌干擾，使其(qi)成為(wei)生產(chan)(chan)檸檬(meng)酸(suan)(suan)用(yong)黑(hei)曲霉(mei)。 [7]

　　酵(jiao)母(mu)的(de)培養(yang)可用于檸(ning)檬(meng)酸生(sheng)產的(de)酵(jiao)母(mu)有解(jie)脂假(jia)絲酵(jiao)母(mu)和季也蒙假(jia)絲酵(jiao)母(mu)2種。前(qian)者有很強(qiang)的(de)分解(jie)脂肪的(de)能力，較好(hao)的(de)炭源是(shi)正烷烴。后者可由(you)烷烴發酵(jiao)生(sheng)成檸(ning)檬(meng)酸，也可由(you)糖類發酵(jiao)生(sheng)成檸(ning)檬(meng)酸，酵(jiao)母(mu)發酵(jiao)pH值為(wei)3.5~4.0。 [7]

　　發酵

　　1940年，H.A.克(ke)雷伯斯提出三羧循(xun)環(huan)學說以(yi)來，檸(ning)檬酸(suan)(suan)的發酵機理(li)逐漸被(bei)人(ren)們所(suo)認識(shi)。已經證明，糖質原料生成(cheng)檸(ning)檬酸(suan)(suan)的生化過(guo)程中(zhong)，由糖變成(cheng)丙酮酸(suan)(suan)的過(guo)程與酒精發酵相(xiang)同，亦即通(tong)過(guo)E-M途徑(二磷(lin)酸(suan)(suan)己糖途徑)進行酵解。然后丙酮酸(suan)(suan)進一(yi)步氧化脫羧生成(cheng)乙酰輔酶A，乙酰輔酶A和丙酮酸(suan)(suan)羧化所(suo)生成(cheng)的草酰乙酸(suan)(suan)縮合成(cheng)為檸(ning)檬酸(suan)(suan)并進入三羧循(xun)環(huan)途徑。 [8]

　　三羧酸循環

　　三羧酸循環

　　檸(ning)檬酸是代謝過程(cheng)中的(de)中間產物。在發酵過程(cheng)中，當微生物體內(nei)的(de)烏頭酸水合酶和(he)異檸(ning)檬酸脫氫酶活(huo)性(xing)很(hen)低、而檸(ning)檬酸合成酶活(huo)性(xing)很(hen)高時(shi)，才(cai)有利于檸(ning)檬酸的(de)大(da)量積累。 [8]

　　發(fa)酵工藝分表面(mian)發(fa)酵和(he)固體發(fa)酵，按不(bu)同(tong)工藝制備不(bu)同(tong)原料(liao)(liao)的(de)培養(yang)基，然后進(jin)行蒸(zheng)料(liao)(liao)。蒸(zheng)料(liao)(liao)的(de)目的(de)是將(jiang)淀粉(fen)糊化，并進(jin)行滅(mie)菌(jun)。蒸(zheng)料(liao)(liao)時要使物料(liao)(liao)受(shou)熱均勻，蒸(zheng)汽通暢，邊蒸(zheng)邊加料(liao)(liao)，把料(liao)(liao)加在冒(mao)汽的(de)地方，逐層加入(ru)。蒸(zheng)好的(de)物料(liao)(liao)要揚散(san)攤(tan)涼(liang)，當溫(wen)度降至37℃以下，即可補水接種(zhong)，裝盤發(fa)酵，發(fa)酵終點以酸(suan)度來決(jue)定(ding)，定(ding)期(qi)測定(ding)酸(suan)度，保證在酸(suan)度最高時出料(liao)(liao)，以免檸檬酸(suan)被細菌(jun)分解。 [7]

　　提取

　　發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)結束(shu)后，要(yao)(yao)對發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)醛進(jin)行處(chu)理。表面發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)要(yao)(yao)即時把菌蓋(gai)和(he)(he)發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)液分開，再用(yong)少量水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)滌菌蓋(gai)和(he)(he)淺(qian)盤，發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)液和(he)(he)洗(xi)水(shui)(shui)(shui)(shui)合并(bing);固體發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)的(de)檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)要(yao)(yao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)，水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)80℃，浸(jin)(jin)出(chu)(chu)2~3次，浸(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)合并(bing)。發(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)用(yong)壓濾機過濾，濾液和(he)(he)洗(xi)水(shui)(shui)(shui)(shui)合并(bing)，打入濾液槽(cao)。檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)與鈣鹽和(he)(he)鈣堿反應生成檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣從(cong)液相中(zhong)沉淀(dian)出(chu)(chu)來(lai)，與可(ke)溶(rong)性雜質分開。酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)液中(zhong)若(ruo)含(han)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)多，則可(ke)在(zai)熱的(de)中(zhong)和(he)(he)液中(zhong)，于pH值3以(yi)下(xia)沉淀(dian)析出(chu)(chu)，從(cong)而使(shi)草酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鹽先分離(li)(li)(li)出(chu)(chu)來(lai)。中(zhong)和(he)(he)終點用(yong)精密試紙測試，保(bao)持pH值在(zai)6.0~6.8。在(zai)85℃左右攪拌30分鐘，使(shi)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣充分析出(chu)(chu)，過濾。檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣用(yong)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)解，按溶(rong)液中(zhong)檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)含(han)量確定硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)用(yong)量，一般(ban)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)過量不超過0.2%。酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)解后，酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)液進(jin)行過濾。檸(ning)檬(meng)(meng)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)液的(de)凈化通(tong)過吸附脫色和(he)(he)離(li)(li)(li)子(zi)交換除(chu)去溶(rong)液中(zhong)的(de)色素、膠(jiao)體和(he)(he)鐵離(li)(li)(li)子(zi)、鈣離(li)(li)(li)子(zi)、銅(tong)離(li)(li)(li)子(zi)、鎂離(li)(li)(li)子(zi)等(deng)金屬陽離(li)(li)(li)子(zi)以(yi)及硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)根離(li)(li)(li)子(zi)等(deng)陰離(li)(li)(li)子(zi)雜質。 [7]

　　凈化多在(zai)色(se)譜柱上進(jin)行(xing)，脫(tuo)色(se)炭(tan)是GH-15顆粒炭(tan)，離(li)子樹脂是陰、陽樹脂。檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)凈化液的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)僅(jin)20%~25%，只有濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)到70%以上才能(neng)進(jin)行(xing)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)。濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)時溫(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)能(neng)過高，以免檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)解，凈化液的(de)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)可(ke)在(zai)負(fu)壓(ya)下(xia)(xia)進(jin)行(xing)，為了節能(neng)，可(ke)采用(yong)雙效或三(san)效蒸(zheng)發器(qi)。濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)分(fen)(fen)(fen)2段進(jin)行(xing)，第1次濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)后，放(fang)入沉降槽中(zhong)保溫(wen)(wen)(wen)沉降，再除去大部(bu)分(fen)(fen)(fen)石膏(gao);第2次濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)液含檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)約80%，及時放(fang)料結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)。第2次濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)可(ke)用(yong)升(sheng)降式(shi)或括板式(shi)蒸(zheng)發器(qi)，以減少料液和熱媒(mei)的(de)接觸時間，可(ke)提高產(chan)(chan)品質量(liang)。結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)方式(shi)不(bu)同(tong)(tong)可(ke)得(de)不(bu)同(tong)(tong)產(chan)(chan)品，一(yi)水(shui)檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)的(de)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)是將(jiang)80%溶液，溫(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)55℃時，在(zai)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)器(qi)中(zhong)攪拌下(xia)(xia)自然冷卻(que)，當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)降至40℃時，加入晶(jing)(jing)種，開始結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)，控(kong)制溫(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)超過36℃，此(ci)時產(chan)(chan)品為一(yi)水(shui)檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan);如果溶液在(zai)60℃條件(jian)下(xia)(xia)濃(nong)(nong)(nong)縮(suo)到83%，冷卻(que)至46℃加入晶(jing)(jing)種，維持溫(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)40~60℃慢(man)慢(man)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)，最終降到38℃，產(chan)(chan)品為無(wu)水(shui)檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)。晶(jing)(jing)膏(gao)分(fen)(fen)(fen)密離(li)心得(de)結(jie)(jie)(jie)(jie)晶(jing)(jing)狀的(de)商(shang)品檸(ning)(ning)(ning)檬酸(suan)(suan)(suan)。 [7]