文档介绍：柠檬酸生产工艺简介
概述
柠檬酸的用途
在食品工业的应用
饮料
据统计75%~80%的柠檬酸用于饮料工业。
果酱与果冻
糖果
冷冻食品
酿造酒
冰淇淋和酸奶
脂肪与油
腌制品
罐头食品和水果加工
豆制品和调味品
柠檬酸在药物、美容品、化妆品上应用
药物
“999胃泰”
发蜡与化妆品
柠檬酸在工业上应用
金属净化
去垢剂
无土栽培农艺
矿物
……
乳酸的用途
L-乳酸聚合成聚乳酸(PLA)
三、L-苹果酸的用途
葡萄糖酸的用途
四、琥珀酸的用途
我国柠檬酸发展简史
1968年我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的厂是上海酵母厂。同期,天津工微所开展了以适合我国国情的薯干原料深层发酵柠檬酸的研究工作。之后,上海工微所用该所的“东酒2号”黑曲霉为出发菌株,用薯干粉做培养基,很快选出了我国第一代深层发酵柠檬酸生产菌种AL558,由原轻工业部立项,组织上海、天津两个工微所、上海复旦大学生物系、上海新型发酵厂(筹)、上海酵母厂、天津柠檬酸厂(筹)、南通油洒厂(南通发酵厂前身)等单位,在南通油酒厂展开了善于深层发酵、全离交提取工艺的中、大型试验工作,并取得了成功,因而推动了我国柠檬酸工业于20世纪70年代初形成了工业体系。70年代中期到80年代是我国柠檬酸菌种选育的高峰期,先后选育出5代薯干原料高产菌株和适应淀粉、木薯、葡萄糖母液、糖蜜等原料的优良菌株。上海、天津两工微所和上海复旦大学生物系为此做出了很大贡献。各生产厂的广大科技人员和生产工人通过不懈地努力,提高了柠檬酸行业的整体水平,特别在缩短发酵周期、提高单产方面成绩突出,使我国柠檬酸发酵技术处于世界领先地位。无锡轻工业学院和天津轻工业学院为柠檬酸行业培养了一大批科技力量,已成为行业发展的骨干。1995年金其荣与蚌埠柠檬酸厂共同开发了玉米去渣发酵新工艺。同年黑龙江甘南柠檬酸厂于脱胚玉米去渣发酵工艺也成功投产。玉米新工艺的成功,使我国的柠檬酸工业进入一个新时期。
柠檬酸的命名
柠檬酸发酵机制与代谢调控
黑曲霉柠檬酸生物合成途径
黑曲霉利用糖类发酵生成柠檬酸其生物合成途径是,葡萄糖经EMP、HMP途径降解生成丙酮酸,丙酮酸一方面氧化脱羧生成乙酰CoA,另一方面经CO
2固定化反应生成草酰乙酸,草酰乙酸与乙酰CoA缩合生成柠檬酸。
生长期与产酸期都存在EMP与HMP途径,前者EMP:HMP=2:1,后者EMP:HMP=4
黑曲霉柠檬酸产生菌中存在TCA循环与乙醛酸循环,在以糖质原料发酵时,当柠檬酸积累时,TCA和乙醛酸循环被阻断或减弱。
由于TCA和乙醛酸循环被阻断或减弱,草酰乙酸是由丙酮酸(PYR)或磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化生成的。即由两个CO2固定化反应体系,其中以丙酮酸羧化酶作用下固定化CO2生成草酰乙酸为主。
柠檬酸生物合成的理想途径
黑曲霉柠檬酸发酵的代谢调控
柠檬酸积累的调节
糖酵解及丙酮酸代谢的调节
已清楚,其活性不受代谢产物的调节。
三羧酸循环的调节
(1)柠檬酸合成酶的调节
柠檬酸合成酶是TCA环中的第一个酶,但黑曲霉中柠檬酸合成酶没有调节作用。
(2)顺乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶的调节
顺乌头酸水合酶、NAD、NAD-异柠檬酸脱氢酶在柠檬酸产生与不产生时,这3种酶均存在,,铁离子2mg/,这3种酶均不出现活力,发酵中柠檬酸正是在这个pH条件下积累的。
顺乌头酸水合酶是催化柠檬酸<>顺乌头酸<>异柠檬酸正逆反应的酶,研究表明,黑曲霉中有一种单纯的位于线粒体上的顺乌头酸水合酶,它在催化时能建立下面的平衡:柠檬酸:顺乌头酸:异柠檬酸=90:3:7。并发现在柠檬酸发酵中,无论培养基中是否存在铁离子,顺乌头酸水合酶催化的反应总是趋向柠檬酸一侧,保证柠檬酸得到充分积累。,就能抑制顺乌头酸水合酶和异柠檬酸
脱氢酶的活性,就抑制了柠檬酸自身的进一步分解。
黑曲霉中的异柠檬酸脱氢酶有三种:。两种NAD异柠檬酸脱氢酶,其一在细胞质中,不受柠檬酸抑制,,它受生理浓度的柠檬酸抑制,所以当柠檬酸积累到一定水平时,就抑制此酶的活力,从而更加促进柠檬酸的积累。NAD异柠檬酸脱氢酶的抑制作用在碱性pH和30mmol/L锰离子时被解除,这就是国外菌种柠檬酸积累受锰离子毒害的缘故之一。
(3)α-酮戊二酸脱氢酶酌调节在黑曲霉柠檬酸产生菌中,TCA循环的一个显著
特点是。α-酮戊二酸脱氢酶的合成受高葡萄糖和铵离子的阻遏。因此当以葡萄糖为碳源时,在柠檬酸生长期,菌体内不存在α-酮戊二酸脱氢酶或活力很低。α-酮戊二酸脱氢酶催化的反应是