專利名稱：一種利用黃曲霉發酵l-蘋果酸的方法
技術領域：
本發明屬于發酵技術領域，具體涉及一種利用黃曲霉發酵L-蘋果酸的方法。
背景技術：
蘋果酸，又名羥基琥珀酸或羥基丁二酸，分子式為C4H6O5,分子量134. 09，結構式為hoocchohch2cooh。主要有三種蘋果酸:z-型蘋果酸，比較廣泛的存在于自然界中，密度I. 595，熔點100°C，分解點140°C,比旋光度-2. 3° (8. 5克/100毫升水)，易溶于水、甲醇、丙酮等，不溶于苯；而型蘋果酸和規-混合型蘋果酸則主要為化學合成，前者密度
I.595，熔點lore，分解點140°〇，比旋光度+2.92° (甲醇)，溶于水、甲醇、乙醇、丙酮。等 量的左旋體和右旋體混合得外消旋體，密度I. 601，熔點131-132°C，分解點150°C ;溶于水、 甲醇、乙醇、丙酮等，不溶于苯。由于Z-蘋果酸分子中含有羥基和羧基，因此對極性溶劑的溶解度大，化學性質較為活潑。在常溫下它極易溶于乙醇及乙醚中，在水中其溶解度隨水溫的升高而增大，呈強酸性。其酸性隨濃度的升高而增加，可進行兩步解離(1=3.9\10_4，Κ2=7. 5Χ1(Γ6)。L-蘋果酸是生物體代謝過程TCA循環中產生的一種重要有機酸，作為優良的酸味劑和保鮮劑，在食品、醫藥、化工、日化和保健等領域具有廣泛用途。由于Z-蘋果酸口感接近天然蘋果的酸味，且與檸檬酸相比具有酸度大、味道柔和、滯留時間長等特點，具有特殊的香味并且不損傷口腔和牙齒等特點，已被廣泛用于高檔飲料、食品等行業。有研究表明蘋果酸有可能替代檸檬酸成為新一代食品添加。蘋果酸與檸檬酸配合使用，可以模擬天然果實的酸味特征，使口感更自然、協調、豐滿。清涼飲料、粉末飲料、乳酸飲料、乳飲料、果汁飲料中均可添加蘋果酸改善其口感和風味，蘋果酸常與人工合成的二肽甜味劑阿斯巴甜(ASPARTME)配合使用，作為軟飲料的風味固定劑。也可用作天然果子露保色劑、蛋黃醬乳穩定劑、果醬調整劑、甜味輔助劑、酵母生長促進劑等。在歐美各國及日本的食品飲料生產中，蘋果酸已成為不可缺少的基本原料之一。目前，美國年消耗在1500萬磅以上，其中90%用于食品和飲料加工。另外，蘋果酸可形成許多衍生物，日本近幾年已成功地將蘋果酸鹽應用于減糖、減鹽食品中，應用蘋果酸某些鹽類代替食鹽浸潰咸菜時，其咸味僅有食鹽1/5- 1/7情況下，而浸潰效果卻是食鹽的兩倍，同時可以做為腎炎患者的食鹽代用品；在豆漿中添加蘋果酸鈣鹽，可有效地改善其口感和風味；利用蘋果酸的抗疲勞、護肝、腎、心臟作用可以開發保健飲料。食品中添加Z-蘋果酸可使pH得到調整，加上其本身所具有的抗菌作用蘋果酸亦被廣泛應用于其他食品工業，如用作水產品的保鮮劑等。蘋果酸的生產方法主要有化學合成法、發酵法、轉化法。化學合成法生產的蘋果酸在應用上受到限制。轉化法主要是固定化酶和固定化細胞轉化。20世紀80年代末以來，對轉化工藝的研究獲得突破，并成功地應用于工業化生產。而發酵法生產蘋果酸的研究還未有重大進展，非糖質原料發酵法尚處于實驗室水平。糖質原料發酵法工藝中，一步發酵法和混合發酵法都有較大進展，但有關的研究報道尚少。而混合發酵法由于涉及到兩種微生物，培養條件要求比較嚴格，發酵周期較長，產酸率較低，副產物較多。因此，本發明采用米曲霉發酵糖質原料生產蘋果酸，通過對發酵溫度、接種量、起始糖濃度及碳酸鈣加入量的優化，以淀粉水解液為原料，其產酸水平最高可達90 g/L
發明內容
本發明提供了一種利用黃曲霉發酵L-蘋果酸的方法，本發明以黃曲霉為出發菌株，研究了碳源、氮源、溫度、CaCO3對菌株L-蘋果酸發酵的影響。一種利用黃曲霉發酵L-蘋果酸的方法，其特征在于發酵時，500 mL三角瓶中放入100 mL發酵培養基，接入10%的孢子懸液，加入一定量的CaCO3，在一定溫度下，以一定轉速的培養。步驟I所述的發酵培養基(％):—定量碳源、一定量氮源、KH2PO4 0.01、K2HPO4O. 05,MgSO4 ·7Η20 O. OUCaCl2 · 2Η 20 O. OUFeSO4 · 7Η20 O. 05、MnSO4 O. OUNaCl 5X10'pH自然。步驟I所述的孢子懸液的制備過程為將黃曲霉菌株斜面菌種接入種子培養基，30°C, 200 rpm 培養 30 h。步驟3 所述的種子培養基(％):葡萄糖 10、(NH4)2SO4 O. 2、KH2PO4 O. 01、K2HPO4
O.05,MgSO4 ·7Η20 O. OUCaCl2 · 2Η 20 O. OUFeSO4 · 7Η20 O. 05、MnSO4 O. OUNaCl 5X10'步驟2所述的最佳碳源為葡萄糖。步驟2所述的最佳氮源為(NH4) 2S04。步驟I所述的最佳發酵溫度為32°C。步驟I所述的最佳CaCO3濃度為40 g/L。本發明的有益效果在于本發明所用的菌株黃曲霉屬于發酵糖質原料的L-蘋果酸產生菌。由于糖質原料價格相對低廉，因此，在發酵法生產L-蘋果酸中糖質原料發酵工藝具有重要的經濟地位。
圖I不同溫度對黃曲霉生產L-蘋果酸產量的影響。
具體實施例方式下面的實施例對本發明作詳細說明，但對本發明沒有限制。本發明所用的菌株為黃曲霉，購買于ACCC，編號為ACCC31913。實施例I
本實施案例說明不同碳源對黃曲霉生產L-蘋果酸產量的影響，分別添加淀粉、葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、果糖、甘露醇和山梨醇做碳源，溫度30°C，250 r/min轉速下，發酵6 d。結果如表I所示。由表I可見，除山梨糖外，各類糖類都能作為較好的碳源，其中以葡萄糖作為碳
源，其產酸量最高。表I不同碳源對黃曲霉生產L-蘋果酸產量的影響
爾^類I濃度(g/L) I殘糖(g/L) |L-蘋果酸(g/
淀粉 60_13. 4_32. 5_
葡萄糖丨60\7.6KO. 8
權利要求
1.一種利用黃曲霉發酵L-蘋果酸的方法，其特征在于發酵時，500 mL三角瓶中放入100 mL發酵培養基，接入10%的孢子懸液，加入一定量的CaCO3，在一定溫度下，以一定轉速的培養。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，發酵培養基一定量碳源、一定量氮源、KH2PO4 O. 01%, K2HPO4 O. 05%, MgSO4 · 7H20 O. 01%、CaCl2 · 2H 20 O. 01%、FeSO4 · 7H20 0.05%、MnSO4 O. 01%、NaCl 5Χ1(Γ6%;ρΗ 自然。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，孢子懸液的制備過程為將黃曲霉菌株斜面菌種接入種子培養基，30°C，200 rpm培養30 h。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，種子培養基葡萄糖10%、(NH4)2SO4O. 2%、KH2PO4 O. 01%, K2HPO4 O. 05%, MgSO4 · 7H20 O. 01%、CaCl2 · 2H 20 O. 01%、FeSO4 · 7H20 0.05%、MnSO4 O. 01%、NaCl 5Χ1(Γ6%。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，碳源為葡萄糖。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，氮源為(NH4)2S04。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，發酵溫度為32°C。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，CaCO3濃度為40g/L。
全文摘要
本發明提供了一種利用黃曲霉發酵L-蘋果酸的方法，本發明以黃曲霉為出發菌株，研究了碳源、氮源、溫度、CaCO3對菌株L-蘋果酸發酵的影響。
文檔編號C12P7/46GK102864181SQ20121031191
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月29日 優先權日2012年8月29日
發明者金雅新 申請人:太倉市茂通化建有限公司