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　　菌種的培養(yǎng)

　　在檸檬酸的工業(yè)生產中都采用微生物發(fā)酵法，而有價值的只有幾種曲霉菌和酵母菌，其中黑曲霉菌是工業(yè)中具有競爭力的菌種，酵母中競爭力強的有解脂假絲酵母和季也蒙赤酵母等。 [7]

　　黑曲霉是在瓊脂上培養(yǎng)的，在瓊脂上成局限菌落，在室溫下培養(yǎng)10~14天，成為豐富密集的孢子梗，菌落為黑色，有時也為深褐黑色。考慮到檸檬酸生產菌應具有產酸能力強和耐檸檬酸濃度高的特點，可采用酸性濾紙法、變色圈法和單孢子移植法將黑曲霉分離出來，以避免其他雜菌干擾，使其成為生產檸檬酸用黑曲霉。 [7]

　　酵母的培養(yǎng)可用于檸檬酸生產的酵母有解脂假絲酵母和季也蒙假絲酵母2種。前者有很強的分解脂肪的能力，較好的炭源是正烷烴。后者可由烷烴發(fā)酵生成檸檬酸，也可由糖類發(fā)酵生成檸檬酸，酵母發(fā)酵pH值為3.5~4.0。 [7]

　　發(fā)酵

　　1940年，H.A.克雷伯斯提出三羧循環(huán)學說以來，檸檬酸的發(fā)酵機理逐漸被人們所認識。已經證明，糖質原料生成檸檬酸的生化過程中，由糖變成丙酮酸的過程與酒精發(fā)酵相同，亦即通過E-M途徑(二磷酸己糖途徑)進行酵解。然后丙酮酸進一步氧化脫羧生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸縮合成為檸檬酸并進入三羧循環(huán)途徑。 [8]

　　三羧酸循環(huán)

　　三羧酸循環(huán)

　　檸檬酸是代謝過程中的中間產物。在發(fā)酵過程中，當微生物體內的烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶活性很低、而檸檬酸合成酶活性很高時，才有利于檸檬酸的大量積累。 [8]

　　發(fā)酵工藝分表面發(fā)酵和固體發(fā)酵，按不同工藝制備不同原料的培養(yǎng)基，然后進行蒸料。蒸料的目的是將淀粉糊化，并進行滅菌。蒸料時要使物料受熱均勻，蒸汽通暢，邊蒸邊加料，把料加在冒汽的地方，逐層加入。蒸好的物料要揚散攤涼，當溫度降至37℃以下，即可補水接種，裝盤發(fā)酵，發(fā)酵終點以酸度來決定，定期測定酸度，保證在酸度最高時出料，以免檸檬酸被細菌分解。 [7]

　　提取

　　發(fā)酵結束后，要對發(fā)酵醛進行處理。表面發(fā)酵要即時把菌蓋和發(fā)酵液分開，再用少量水洗滌菌蓋和淺盤，發(fā)酵液和洗水合并;固體發(fā)酵中的檸檬酸要用水浸出，水溫80℃，浸出2~3次，浸水合并。發(fā)酵酸用壓濾機過濾，濾液和洗水合并，打入濾液槽。檸檬酸與鈣鹽和鈣堿反應生成檸檬酸鈣從液相中沉淀出來，與可溶性雜質分開。酸液中若含草酸多，則可在熱的中和液中，于pH值3以下沉淀析出，從而使草酸鹽先分離出來。中和終點用精密試紙測試，保持pH值在6.0~6.8。在85℃左右攪拌30分鐘，使硫酸鈣充分析出，過濾。檸檬酸鈣用硫酸酸解，按溶液中檸檬酸含量確定硫酸的用量，一般硫酸過量不超過0.2%。酸解后，酸液進行過濾。檸檬酸溶液的凈化通過吸附脫色和離子交換除去溶液中的色素、膠體和鐵離子、鈣離子、銅離子、鎂離子等金屬陽離子以及硫酸根離子等陰離子雜質。 [7]

　　凈化多在色譜柱上進行，脫色炭是GH-15顆粒炭，離子樹脂是陰、陽樹脂。檸檬酸凈化液的濃度僅20%~25%，只有濃縮到70%以上才能進行結晶。濃縮時溫度不能過高，以免檸檬酸分解，凈化液的濃縮可在負壓下進行，為了節(jié)能，可采用雙效或三效蒸發(fā)器。濃縮分2段進行，第1次濃縮后，放入沉降槽中保溫沉降，再除去大部分石膏;第2次濃縮液含檸檬酸約80%，及時放料結晶。第2次濃縮可用升降式或括板式蒸發(fā)器，以減少料液和熱媒的接觸時間，可提高產品質量。結晶方式不同可得不同產品，一水檸檬酸的結晶是將80%溶液，溫度在55℃時，在結晶器中攪拌下自然冷卻，當溫度降至40℃時，加入晶種，開始結晶，控制溫度不超過36℃，此時產品為一水檸檬酸;如果溶液在60℃條件下濃縮到83%，冷卻至46℃加入晶種，維持溫度在40~60℃慢慢結晶，最終降到38℃，產品為無水檸檬酸。晶膏分密離心得結晶狀的商品檸檬酸。 [7]