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用红薯制备柠檬酸
柠檬酸又名枸椽酸,它存在于天然果实中。我国在1968年获得了薯干原料深层发酵柠檬酸成功。薯干原料深层发酵生产柠檬酸,原料丰富矿工艺简单,发酵水平较高,在很多地方都有生产柠檬酸的工厂。柠檬酸为五色透明结晶体或白色粉末,有一种诱人的酸味,它是食品、化工、制药、纺织等工业的重要原料。
1、工艺流程:培菌--糊化发酵--中和--酸解--浓缩结晶
2、工艺操作要点:
①培菌:生产柠檬酸所用的菌种为黑曲霉。黑曲霉不但能利用淀粉,而且还对蛋白质、纤维素、果胶物质等均有一定分解能力,它的产酸能力也较高,在生产上比应用其它微生物有更多优点。培菌的过程也是用试管、三角瓶、种母罐等逐步扩大培养。培养究竟分几个阶段可由生产规模来决定。按照酒精生产中所介绍的方法,用米曲汁或麦芽汁,再在其中加2%的琼脂配成培养基,分盛于试管中,每管5~10毫升,经灭菌处理后,斜置使其成斜面。将在土壤中分离的或生产中留用的合格菌种,用无菌操作接入试管培养基中。在32~34摄氏度的温度下培养5~6天,待繁殖旺盛,检验合格后,用无菌水将孢子完全洗下,即为孢子悬浮液。
生产上所用的种母醪是在种母罐串培养的。培养基中的糊化醪与发酵所用的糊化醪相同。将浓度为12%~14%的红薯淀粉浆液,放在灭过菌的种母罐中,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分钟,待冷至33摄氏度,接入合格的孢子悬浮液,保持32~34摄氏度的温度,通入无菌空气,并用搅拌机搅拌进行发酵。每12小时取样检查,经5-6天即可发酵完全。检验合格后,即可投入发酵罐中使用。

②糊化发酵:红薯干经粉碎过筛后,送入拌料桶,加水配成浓度为12%~14%的淀粉浆液,用输送泵打入发酵罐,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分钟。将糊化醪冷至33摄氏度时,按接种量为5%~7%接入种母罐中培养好的种母醪,在32~34摄氏度温度下搅拌,通入无菌空气发酵,每隔一定时间取样检查,发酵过程中控制pH为~3,经5~6天即可完成发酵。在柠檬酸发酵过程中,pH值的控制对产酸关系很大。因为用薯干粉发酵生产柠檬酸时,首先要利用黑曲霉的糖化霉将淀粉先转化成葡萄糖,然后由葡萄糖转变成柠檬酸。糖化的最适pH值约为~,生成柠檬酸的pH值在~,如果发酵初期产酸过猛,就会影响糖化不彻底,造成残糖量高,产酸量低;或发酵过程中始终处于高pH值状态,就会生成以草酸为主的杂酸。解决这一问题一般可采用二种方法:一是调节通气和搅拌的强度,如前期通风量低些对糖化有利,后期适当增加风量,能促进产酸。二是在pH值降至左右;加入一定量的灭菌碳酸钙乳剂,使pH值回升至左右时,有利于糖化作用,能继续积累柠檬酸。

③中和:发酵后的物料,生产上叫发酵醪。发酵醪出料后,真空抽滤即为含柠檬酸的发酵液。先将发酵液用泵打入中和桶,加热到60摄氏度左右,再加入碳、酸钙粉末或石灰乳。碳酸钙用量可按下式计算:
碳酸钙用量=柠檬酸总量*
柠檬酸总量=发酵液体积*滴定酸度*氢氧化钠浓度*
将中和后的料液加热煮沸,使其它有机酸的钙盐溶解,而柠檬酸钙不溶。在过滤桶中抽滤,滤液弄去。沉淀用90摄氏度以上的热水洗去糖分。检查的方法是用1%~2%的高锰酸钾溶液1滴加到加毫升洗涤水中,3分钟内不变色,说明糖分已洗净。
④酸解:将洗涤后的柠檬酸钙沉淀放入稀释桶中,加