檸檬酸詳細(xì)版課件

檸檬酸

使用最廣的酸味劑。廣泛存在于植物果實(shí)中（柑桔類及漿果類水果，大都與蘋果酸共存）。對(duì)人體有益，廣泛用于清涼飲料，水果罐頭、糖果等。提取不能滿足需要。合成法不被人們所接受。發(fā)酵法生產(chǎn)的有機(jī)酸接近自然產(chǎn)物。

檸檬酸（citricacid）學(xué)名：2-羥基-丙烷三羧酸或

-羥基丙三酸分子式C6H8O7

，分子量192.13

商品檸檬酸有：

Anhydouscitricacid>36.6結(jié)晶析出

Monohydratecitricacid<36.6結(jié)晶析出

一、歷史

1893年前，主要從柑橘、菠蘿和檸檬等提取。

1893年后發(fā)現(xiàn)微生物（青霉）可產(chǎn)生檸檬酸。

1913年，利用黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸。

1917年，美國(guó)采用表面培養(yǎng)法生產(chǎn)檸檬酸。

1923年，美國(guó)建立第一家固體發(fā)酵生產(chǎn)廠家。

1951年，美國(guó)率先用深層發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸。我國(guó)60年代末開(kāi)始淺盤發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。

1968年，上海酵母廠深層發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸投產(chǎn)。二、檸檬酸生產(chǎn)菌青霉（Penicillium）、毛霉（Mucor）、曲霉（Aspergillus）等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為：黑曲霉（Aspergillusniger）是生產(chǎn)檸檬酸的最佳菌種。因?yàn)椋汉谇咕哂卸喾N較強(qiáng)的酶系，邊長(zhǎng)菌、邊糖化、邊發(fā)酵產(chǎn)酸。

三、檸檬酸發(fā)酵機(jī)制及代謝調(diào)控

1.檸檬酸生物合成途徑

EMP乙酰CoA

葡萄糖丙酮酸檸檬酸

HMP

草酰乙酸

氧化脫羧CO2固定反應(yīng)縮合TCA循環(huán)與檸檬酸的形成2.黑曲霉檸檬酸發(fā)酵的代謝調(diào)控（1）磷酸果糖激酶是EMP途徑第一個(gè)調(diào)節(jié)酶，也是決定EMP途徑代謝流量最重要的關(guān)鍵酶。檸檬酸NH4+且：NH4+能有效解受抑制，受激活，除前兩者的抑制。

ATPAMP

高葡萄糖（2）

-酮戊二酸脫氫酶受的阻遏。

NH4+（3）低pH下，烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶受抑制。三高三低:

高底物濃度：激活磷酸果糖激酶高銨離子濃度:

阻遏

-酮戊二酸脫氫酶

高通氧強(qiáng)度：存在一條側(cè)系呼吸鏈,正常情況下，不產(chǎn)生ATP。缺氧導(dǎo)致不可逆失活,NADPH2改走標(biāo)準(zhǔn)呼吸鏈，產(chǎn)生ATP。低磷酸鹽濃度：否則ATP多。低Mn2+濃度：降低菌體中糖代謝轉(zhuǎn)向合成蛋白質(zhì)、核酸的能力，造成NH4+濃度升高。低pH值：有利于檸檬酸積累。四、檸檬酸的生產(chǎn)工藝黑曲霉（Aspergillusniger）利用淀粉質(zhì)原料大量積累檸檬酸。工藝:固體或液體深層發(fā)酵原料:薯干粉、廢糖蜜、甘蔗渣等

檸檬酸發(fā)酵工藝1.

原料預(yù)處理

淀粉的液化、糖蜜的除雜我國(guó)采用薯干粉發(fā)酵工藝只用液化工藝，利用黑曲霉自身能產(chǎn)生糖化酶，完成后續(xù)的糖化工藝。液化法是我國(guó)檸檬酸工藝的特色方法。

深層發(fā)酵的幾種方法利用薯干粉醪液利用糖蜜利用淀粉水解糖2.培養(yǎng)基與發(fā)酵條件提供高濃度的葡萄糖和充足的氧，而磷、錳、鐵、鋅等無(wú)機(jī)鹽處于低水平。接種方式：二級(jí)種子，麩曲孢子（1）碳源：高糖是檸檬酸發(fā)酵的一大特征。（2）氮源：偏好無(wú)機(jī)氮。添加銨鹽。（3）溫度：28

30°C

初期溫度稍高，有利于菌體繁殖產(chǎn)酸期后溫度稍低，有利于產(chǎn)酸（4）pH:低pH（2.0

3.0）條件下產(chǎn)生檸檬酸中性pH條件下形成草酸菌體生長(zhǎng)發(fā)育pH3.0

7.0（5）溶解氧的控制：嚴(yán)格好氧微生物，提高發(fā)酵罐內(nèi)溶氧水平可提高檸檬酸產(chǎn)量。五、檸檬酸的提取國(guó)內(nèi)常用的方法：鈣鹽法

1.發(fā)酵醪預(yù)處理：直接加熱作用：

（1）殺死微生物（2）使蛋白質(zhì)變性凝固，粘度降低，利于過(guò)濾。（3）使菌體內(nèi)檸檬酸釋放出來(lái)，提高產(chǎn)率。2.過(guò)濾：板框壓濾機(jī)3.中和：檸檬酸＋鈣鹽檸檬酸鈣沉淀4.酸解：檸檬酸鈣＋H2SO4

檸檬酸＋CaSO45.濃縮：減壓蒸發(fā)6.結(jié)晶：介穩(wěn)區(qū)投晶種7.干燥：熱空氣干燥法

其它幾種提取方法離子交換電滲析萃取法第三節(jié)蘋果酸

一、概況：

又名羥基琥鉑酸，羥基丁二酸，幾乎一切果實(shí)中都含有，以仁果類中最多。酸味較檸檬酸強(qiáng)1.2

1.3倍，呈味時(shí)間也長(zhǎng)。DL-蘋果酸：

白色或結(jié)晶狀粉末，國(guó)外采用化學(xué)法生產(chǎn)。L-蘋果酸：

無(wú)色結(jié)晶，存在于植物或其果實(shí)中，發(fā)酵法生產(chǎn)。

二、歷史20世紀(jì)20年代，發(fā)現(xiàn)某些霉菌和酵母可積累L-蘋果酸。60年代，英美用化學(xué)合成法生產(chǎn)L-蘋果酸，成本高。1959年，日本利用短乳桿菌（lactabacillusbrevis）產(chǎn)生的富馬酸酶催化富馬酸轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-蘋果酸成功。60年代以來(lái)，各國(guó)爭(zhēng)相研制一步法從淀粉等糖質(zhì)原料生產(chǎn)蘋果酸。目前，世界上蘋果酸的主要產(chǎn)地是日本。三、生產(chǎn)方法

1.從果汁中直接抽提法：經(jīng)濟(jì)上不合理

2.化學(xué)合成法：產(chǎn)物是DL-蘋果酸

3.發(fā)酵法：

（1）一步法糖類蘋果酸

（2）二步法根霉酵母菌、細(xì)菌

糖類富馬酸蘋果酸

4.酶轉(zhuǎn)化法:

固定化細(xì)胞富馬酸鹽（化學(xué)合成）蘋果酸鹽曲霉富馬酸酶四、蘋果酸合成途徑

EMP

固定CO2

淀粉葡萄糖丙酮酸草酰乙酸蘋果酸脫氫酶蘋果酸

證據(jù)（1）發(fā)酵依賴于CaCO3或其它碳酸鹽。（2）蘋果酸對(duì)糖的最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)128％，說(shuō)明部分碳源是外源性的（不是從葡萄糖來(lái)的）。

CaCO3的雙重作用:（1）提供外源的羧基碳源（2）調(diào)節(jié)pH

五、蘋果酸的提取反應(yīng)液中有殘余的富馬酸鹽和多量的蘋果酸鹽。提取原理：利用富馬酸難溶于水的性質(zhì)，在反應(yīng)液中加酸使富馬酸沉淀析出。

H2SO4過(guò)濾CaCO3流程：發(fā)酵液富馬酸濾液蘋果酸鈣

過(guò)濾離子交換濃縮結(jié)晶干燥蘋果酸

H2SO4

第四節(jié)黃原膠

一、多糖

1.概況：多糖是由多個(gè)單糖或其衍生物聚合而成的大分子化合物。高等植物傳統(tǒng)使用的多糖來(lái)自藻類2.多糖的分類植物多糖（1）根據(jù)多糖的來(lái)源不同動(dòng)物多糖微生物多糖（2）根據(jù)多糖在微生物體內(nèi)的分泌部位胞內(nèi)多糖細(xì)胞壁多糖胞外多糖二、黃單胞菌多糖又稱黃原膠，漢生膠，是微生物多糖中產(chǎn)量最大的一種。最早由美國(guó)依利諾斯州的皮奧里爾實(shí)驗(yàn)室于1962年發(fā)現(xiàn)，1964年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，在美國(guó)的生產(chǎn)規(guī)模僅次于抗生素和溶劑，列第三位。黃原膠的結(jié)構(gòu)特征

1975年闡明，由5分子糖為一單元，并由相同的單元聚合而成的高分子多糖物質(zhì)，即“五糖重復(fù)單元”聚合而成。

D-葡萄糖：D-甘露糖：D-葡萄糖醛酸

2：2：12.黃原膠的性質(zhì)（1）典型的流變特性（2）低濃度時(shí)的高粘性（3）耐熱、耐酸堿性（4）相容性及溶解性（5）分散性及保水性3.黃原膠的用途（1）能源開(kāi)發(fā)（2）食品工業(yè)（3）其它工業(yè)三、黃原膠的生產(chǎn)

1.菌種引起甘藍(lán)黑腐病的病原細(xì)菌——野油菜黃單胞菌（Xanthomonascampestris）。桿狀，G－，產(chǎn)莢膜。

平板：黃色粘稠菌落，液體培養(yǎng)形成粘稠狀膠狀物。2.培養(yǎng)基（1）碳源：葡萄糖(國(guó)外),淀粉(國(guó)內(nèi))。（2）氮源：易利用有機(jī)氮（魚粉和豆粉），不易利用無(wú)機(jī)氮。（3）無(wú)機(jī)鹽：K2HPO4、MgSO4.7H2O、輕質(zhì)

CaCO3對(duì)發(fā)酵有明顯的促進(jìn)作用。3.培養(yǎng)條件溫度：25

28℃pH:6.5

7.0

周期：72

96h

高粘度發(fā)酵液影響供氧，解決方法：提高攪拌轉(zhuǎn)速a.改進(jìn)發(fā)酵設(shè)備，提高供氧能力提高通氣速率b.限制細(xì)胞濃度，控制氧的需求量——補(bǔ)料分批培養(yǎng)（后期流加糖）。四、黃原膠的提取主要方法：沉淀法

1.有機(jī)溶劑沉淀法發(fā)酵液＋乙醇黃原膠沉淀（工業(yè)級(jí)黃原膠）離心除菌體，