有機(jī)酸發(fā)酵生產(chǎn)

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1、第八章有機(jī)酸發(fā)酵有機(jī)酸發(fā)酵工業(yè)是生物工程領(lǐng)域中的一個(gè)至要且較為成熟的分支，在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，占有一定的地位。有機(jī)酸在傳統(tǒng)發(fā)酵食品中已得到廣泛應(yīng)用。以微生物發(fā)酵法生產(chǎn)且達(dá)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)品已達(dá)十幾種。用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)有機(jī)酸，以代替從水果和蔬菜等植物中提取有機(jī)酸，是近年來(lái)由于社會(huì)及市場(chǎng)的需要而開(kāi)發(fā)出的方法。由于食品、醫(yī)藥、化學(xué)合成等工業(yè)的發(fā)展，有機(jī)酸需求驟增，發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)酸逐漸發(fā)展成為近代重要的工業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)是世界上最早利用和發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)酸的國(guó)家之一，由于有機(jī)酸發(fā)酵是生物體內(nèi)的基本代謝過(guò)程，又和人民群眾的生活密切相關(guān)，近40年來(lái)，有機(jī)酸工業(yè)從無(wú)到有，

2、尤其是近20年出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。檸檬酸和乳酸系列產(chǎn)品已進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，從質(zhì)量及產(chǎn)量?jī)煞矫娼跃哂休^強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力；蘋(píng)果酸和衣康酸已進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)；葡萄糖酸的發(fā)酵生產(chǎn)已進(jìn)入成熟階段；其他新型有機(jī)酸產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)正受到國(guó)家和相關(guān)企業(yè)的高度重視、新產(chǎn)品和新用途將會(huì)層出不窮。眾多有機(jī)酸發(fā)酵產(chǎn)品中，就日前市場(chǎng)占有率而言，其規(guī)模和發(fā)展速度仍以檸檬酸為最，它占酸味劑市場(chǎng)的70％左右。同時(shí)聚乳酸(PLA)塑料的問(wèn)世，使L—乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到化工、環(huán)保等方面，因而，L-乳酸的發(fā)展前景喜人。有機(jī)酸發(fā)酵工業(yè)，它的價(jià)值不在于產(chǎn)量本身產(chǎn)生的產(chǎn)值，而在于它所創(chuàng)造

3、的社會(huì)效益。我國(guó)發(fā)酵有機(jī)酸除醋酸外基本上都是解放以后發(fā)展起來(lái)的新興產(chǎn)業(yè)，品種較全。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)酵有機(jī)酸的生產(chǎn)能力為278萬(wàn)t／a，實(shí)際產(chǎn)量為220萬(wàn)t／a(表2—1)，估算產(chǎn)值為39億元。主要有機(jī)酸都以出口為主，但也有少量進(jìn)口檸檬酸發(fā)酵檸檬酸是生物有機(jī)體三羧酸循環(huán)的中間代謝產(chǎn)物之一，廣泛存在于各種生物體中，特別是檸檬、柑橘、菠蘿、李、梅、桃、大花果等果實(shí)中含量較高，某些植物的葉子，如煙葉、棉葉，以及動(dòng)物肌肉、骨骼、乳汁、唾液、汗、尿中也存在檸檬酸；檸檬酸(citricacid)，又名枸櫞酸，學(xué)名為2—羥丙烷三羧酸(2-hydroxytrica

4、rboxylicacid或2—羥基丙烷—1，2，3—三羧酸(2—hydroxypropane-1，2，3-tricarboxylicacid)檸檬酸的分子C6H8O7，相對(duì)分子質(zhì)量為192.13。結(jié)構(gòu)式為異檸檬酸是檸檬酸的同分異構(gòu)體，它的羥基在2位C上。物化性質(zhì)無(wú)色半透明晶體或粉末，無(wú)臭味，有強(qiáng)酸味。含有一水結(jié)晶物，在干燥空氣中易風(fēng)化。易溶于水和乙醇，溶于乙醚，無(wú)毒。相對(duì)密度為1．542，熔點(diǎn)153℃(無(wú)水品)。檸檬酸有兩種形式存在：一種為有光澤的含有一個(gè)結(jié)晶水的檸檬酸，一般常以此種形式出售：另一種為無(wú)水檸檬酸，可防止長(zhǎng)途遠(yuǎn)輸和貯存結(jié)塊。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

5、外銷(xiāo)應(yīng)符合英國(guó)藥典Bp—80；內(nèi)銷(xiāo)應(yīng)符合國(guó)家食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)((GB80)。英國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)(1)形狀：無(wú)色結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末；(2)溶解度：溶于1份水或1．5份乙醇(9．6％),微溶于乙醚;(3)重金屬：不超過(guò)10mg／kg(以Pb計(jì))；(4)鐵：不超過(guò)50mg／kg(5)氧化物：不超過(guò)mg／kg(6)草酸鹽：不超過(guò)500mg／kg；(7)水分：無(wú)水物不超過(guò)1％。，水合物不超過(guò)9％(8)硫酸灰分：不超過(guò)o．；(9)含量：不低于99．5％，不高于101％。主要技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)酸率：發(fā)酵液含檸檬酸160~180g/L糖轉(zhuǎn)化率：90％發(fā)酵周期：5天以?xún)?nèi)收率：70％

6、以上2．主要用途檸檬酸用途很廣，因其無(wú)毒，水溶性好，酸味適度，易被吸收和價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、紡織、建筑材料、化妝品行業(yè)和其他工業(yè)部門(mén)。其中用于食品和飲料行業(yè)的為50％，醫(yī)藥行業(yè)為20％，化學(xué)工業(yè)為20％，化妝品為2％，其他8％。在食品工業(yè)中，檸檬酸由于其適度的酸味可增進(jìn)食品味道，并能抑制微生物生長(zhǎng)而使食品保鮮，賦予食品和飲料純正舒適、柔和可門(mén)的酸味，既能增強(qiáng)食欲，又能使腸胃內(nèi)攝入的纖維素、鈣等物質(zhì)迅速溶解。檸檬酸又是一種整合劑．它能整合鈣、鎂、鐵等微量元素，從而防止飲料的渾濁。檸檬酸與維生素Ｃ共用又是一種良好的抗氧劑。在醫(yī)

7、藥工業(yè)中，作為抗凝血?jiǎng)?，可防止血液中凝血的生成。還可用于生產(chǎn)檸檬酸鈉作輸血?jiǎng)?，生產(chǎn)檸檬酸鐵銨作補(bǔ)血藥。在化學(xué)工業(yè)中，檸檬酸三乙酯三丁酯可做無(wú)毒增塑劑，制食品包裝璜塑料薄膜；檸檬酸三乙酯、三丁酯可作肥皂或香皂的添加劑，檸檬酸和銨鹽可作防銹劑；檸檬酸鋅可作為微量元素肥料使用；檸檬酸還可用于檸檬酸可溶件鉀肥和復(fù)合肥料；另外檸檬酸還可制造防止型表面活性劑、皮革加脂劑等。在洗滌劑工業(yè)中，檸檬酸在無(wú)磷酸鹽洗衣粉、液體洗滌劑等配方中使用?？纱嫒哿姿徕c，增強(qiáng)洗滌刑的去污能力。在建筑工業(yè)中，可做混凝土緩凝劑，提高工程抗拉、抗壓、抗凍性能，防治龜裂。在化妝品業(yè)中，

8、可做抗氧劑和發(fā)泡劑。在油田工業(yè)方面，檸檬酸鋁是一種新型油田化學(xué)品，用作水溶性聚合物的交聯(lián)劑。國(guó)外在壓裂、堵水、剖面調(diào)整等采