專(zhuān)利名稱：一種利用黃曲霉發(fā)酵l-蘋(píng)果酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用黃曲霉發(fā)酵L-蘋(píng)果酸的方法。
背景技術(shù)：
蘋(píng)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(jié)構(gòu)式為hoocchohch2cooh。主要有三種蘋(píng)果酸:z-型蘋(píng)果酸，比較廣泛的存在于自然界中，密度I. 595，熔點(diǎn)100°C，分解點(diǎn)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(píng)果酸和規(guī)-混合型蘋(píng)果酸則主要為化學(xué)合成，前者密度
I.595，熔點(diǎn)lore，分解點(diǎn)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(diǎn)131-132°C，分解點(diǎn)150°C ;溶于水、 甲醇、乙醇、丙酮等，不溶于苯。由于Z-蘋(píng)果酸分子中含有羥基和羧基，因此對(duì)極性溶劑的溶解度大，化學(xué)性質(zhì)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(qiáng)酸性。其酸性隨濃度的升高而增加，可進(jìn)行兩步解離(1=3.9\10_4，Κ2=7. 5Χ1(Γ6)。L-蘋(píng)果酸是生物體代謝過(guò)程TCA循環(huán)中產(chǎn)生的一種重要有機(jī)酸，作為優(yōu)良的酸味劑和保鮮劑，在食品、醫(yī)藥、化工、日化和保健等領(lǐng)域具有廣泛用途。由于Z-蘋(píng)果酸口感接近天然蘋(píng)果的酸味，且與檸檬酸相比具有酸度大、味道柔和、滯留時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，具有特殊的香味并且不損傷口腔和牙齒等特點(diǎn)，已被廣泛用于高檔飲料、食品等行業(yè)。有研究表明蘋(píng)果酸有可能替代檸檬酸成為新一代食品添加。蘋(píng)果酸與檸檬酸配合使用，可以模擬天然果實(shí)的酸味特征，使口感更自然、協(xié)調(diào)、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(píng)果酸改善其口感和風(fēng)味，蘋(píng)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(fēng)味固定劑。也可用作天然果子露保色劑、蛋黃醬乳穩(wěn)定劑、果醬調(diào)整劑、甜味輔助劑、酵母生長(zhǎng)促進(jìn)劑等。在歐美各國(guó)及日本的食品飲料生產(chǎn)中，蘋(píng)果酸已成為不可缺少的基本原料之一。目前，美國(guó)年消耗在1500萬(wàn)磅以上，其中90%用于食品和飲料加工。另外，蘋(píng)果酸可形成許多衍生物，日本近幾年已成功地將蘋(píng)果酸鹽應(yīng)用于減糖、減鹽食品中，應(yīng)用蘋(píng)果酸某些鹽類(lèi)代替食鹽浸潰咸菜時(shí)，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(shí)可以做為腎炎患者的食鹽代用品；在豆?jié){中添加蘋(píng)果酸鈣鹽，可有效地改善其口感和風(fēng)味；利用蘋(píng)果酸的抗疲勞、護(hù)肝、腎、心臟作用可以開(kāi)發(fā)保健飲料。食品中添加Z-蘋(píng)果酸可使pH得到調(diào)整，加上其本身所具有的抗菌作用蘋(píng)果酸亦被廣泛應(yīng)用于其他食品工業(yè)，如用作水產(chǎn)品的保鮮劑等。蘋(píng)果酸的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法、發(fā)酵法、轉(zhuǎn)化法。化學(xué)合成法生產(chǎn)的蘋(píng)果酸在應(yīng)用上受到限制。轉(zhuǎn)化法主要是固定化酶和固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)80年代末以來(lái)，對(duì)轉(zhuǎn)化工藝的研究獲得突破，并成功地應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。而發(fā)酵法生產(chǎn)蘋(píng)果酸的研究還未有重大進(jìn)展，非糖質(zhì)原料發(fā)酵法尚處于實(shí)驗(yàn)室水平。糖質(zhì)原料發(fā)酵法工藝中，一步發(fā)酵法和混合發(fā)酵法都有較大進(jìn)展，但有關(guān)的研究報(bào)道尚少。而混合發(fā)酵法由于涉及到兩種微生物，培養(yǎng)條件要求比較嚴(yán)格，發(fā)酵周期較長(zhǎng)，產(chǎn)酸率較低，副產(chǎn)物較多。因此，本發(fā)明采用米曲霉發(fā)酵糖質(zhì)原料生產(chǎn)蘋(píng)果酸，通過(guò)對(duì)發(fā)酵溫度、接種量、起始糖濃度及碳酸鈣加入量的優(yōu)化，以淀粉水解液為原料，其產(chǎn)酸水平最高可達(dá)90 g/L
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用黃曲霉發(fā)酵L-蘋(píng)果酸的方法，本發(fā)明以黃曲霉為出發(fā)菌株，研究了碳源、氮源、溫度、CaCO3對(duì)菌株L-蘋(píng)果酸發(fā)酵的影響。一種利用黃曲霉發(fā)酵L-蘋(píng)果酸的方法，其特征在于發(fā)酵時(shí)，500 mL三角瓶中放入100 mL發(fā)酵培養(yǎng)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(zhuǎn)速的培養(yǎng)。步驟I所述的發(fā)酵培養(yǎng)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(guò)程為將黃曲霉菌株斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，30°C, 200 rpm 培養(yǎng) 30 h。步驟3 所述的種子培養(yǎng)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(fā)酵溫度為32°C。步驟I所述的最佳CaCO3濃度為40 g/L。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明所用的菌株黃曲霉屬于發(fā)酵糖質(zhì)原料的L-蘋(píng)果酸產(chǎn)生菌。由于糖質(zhì)原料價(jià)格相對(duì)低廉，因此，在發(fā)酵法生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸中糖質(zhì)原料發(fā)酵工藝具有重要的經(jīng)濟(jì)地位。


圖I不同溫度對(duì)黃曲霉生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸產(chǎn)量的影響。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明，但對(duì)本發(fā)明沒(méi)有限制。本發(fā)明所用的菌株為黃曲霉，購(gòu)買(mǎi)于ACCC，編號(hào)為ACCC31913。實(shí)施例I
本實(shí)施案例說(shuō)明不同碳源對(duì)黃曲霉生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸產(chǎn)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(zhuǎn)速下，發(fā)酵6 d。結(jié)果如表I所示。由表I可見(jiàn)，除山梨糖外，各類(lèi)糖類(lèi)都能作為較好的碳源，其中以葡萄糖作為碳
源，其產(chǎn)酸量最高。表I不同碳源對(duì)黃曲霉生產(chǎn)L-蘋(píng)果酸產(chǎn)量的影響
爾^類(lèi)I濃度(g/L) I殘?zhí)?g/L) |L-蘋(píng)果酸(g/
淀粉 60_13. 4_32. 5_
葡萄糖丨60\7.6KO. 8
權(quán)利要求
1.一種利用黃曲霉發(fā)酵L-蘋(píng)果酸的方法，其特征在于發(fā)酵時(shí)，500 mL三角瓶中放入100 mL發(fā)酵培養(yǎng)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(zhuǎn)速的培養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)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(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，孢子懸液的制備過(guò)程為將黃曲霉菌株斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，30°C，200 rpm培養(yǎng)30 h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，種子培養(yǎng)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(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，碳源為葡萄糖。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，氮源為(NH4)2S04。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，發(fā)酵溫度為32°C。
8.根據(jù)權(quán)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(fā)明提供了一種利用黃曲霉發(fā)酵L-蘋(píng)果酸的方法，本發(fā)明以黃曲霉為出發(fā)菌株，研究了碳源、氮源、溫度、CaCO3對(duì)菌株L-蘋(píng)果酸發(fā)酵的影響。
文檔編號(hào)C12P7/46GK102864181SQ20121031191
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者金雅新 申請(qǐng)人:太倉(cāng)市茂通化建有限公司