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用紅薯制備檸檬酸

放大字體  縮小字體 發布日期:2009-08-18
核心提示:檸檬酸又名枸椽酸,它存在于天然果實中。我國在1968年獲得了薯干原料深層發酵檸檬酸成功。薯干原料深層發酵生產檸檬酸,原料豐富礦工藝簡單,發酵水平較高,在很多地方都有生產檸檬酸的工廠。檸檬酸為五色透明結晶體或白色粉末,有一種誘人的酸味,它是食品、化工、制

   檸檬酸又名枸椽酸,它存在于天然果實中。我國在1968年獲得了薯干原料深層發酵檸檬酸成功。薯干原料深層發酵生產檸檬酸,原料豐富礦工藝簡單,發酵水平較高,在很多地方都有生產檸檬酸的工廠。檸檬酸為五色透明結晶體或白色粉末,有一種誘人的酸味,它是食品、化工、制藥、紡織等工業的重要原料。

    1、工藝流程:培菌--糊化發酵--中和--酸解--濃縮結晶

    2、工藝操作要點:

    ①培菌:生產檸檬酸所用的菌種為黑曲霉。黑曲霉不但能利用淀粉,而且還對蛋白質、纖維素、果膠物質等均有一定分解能力,它的產酸能力也較高,在生產上比應用其它微生物有更多優點。培菌的過程也是用試管、三角瓶、種母罐等逐步擴大培養。培養究竟分幾個階段可由生產規模來決定。按照酒精生產中所介紹的方法,用米曲汁或麥芽汁,再在其中加2%的瓊脂配成培養基,分盛于試管中,每管5~10毫升,經滅菌處理后,斜置使其成斜面。將在土壤中分離的或生產中留用的合格菌種,用無菌操作接入試管培養基中。在32~34攝氏度的溫度下培養5~6天,待繁殖旺盛,檢驗合格后,用無菌水將孢子完全洗下,即為孢子懸浮液。

    生產上所用的種母醪是在種母罐串培養的。培養基中的糊化醪與發酵所用的糊化醪相同。將濃度為12%~14%的紅薯淀粉漿液,放在滅過菌的種母罐中,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鐘,待冷至33攝氏度,接入合格的孢子懸浮液,保持32~34攝氏度的溫度,通入無菌空氣,并用攪拌機攪拌進行發酵。每12小時取樣檢查,經5-6天即可發酵完全。檢驗合格后,即可投入發酵罐中使用。

    ②糊化發酵:紅薯干經粉碎過篩后,送入拌料桶,加水配成濃度為12%~14%的淀粉漿液,用輸送泵打入發酵罐,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鐘。將糊化醪冷至33攝氏度時,按接種量為5%~7%接入種母罐中培養好的種母醪,在32~34攝氏度溫度下攪拌,通入無菌空氣發酵,每隔一定時間取樣檢查,發酵過程中控制pH為2.5~3,經5~6天即可完成發酵。在檸檬酸發酵過程中,pH值的控制對產酸關系很大。因為用薯干粉發酵生產檸檬酸時,首先要利用黑曲霉的糖化霉將淀粉先轉化成葡萄糖,然后由葡萄糖轉變成檸檬酸。糖化的最適pH值約為2.5~3.0,生成檸檬酸的pH值在2.0~2.5,如果發酵初期產酸過猛,就會影響糖化不徹底,造成殘糖量高,產酸量低;或發酵過程中始終處于高pH值狀態,就會生成以草酸為主的雜酸。解決這一問題一般可采用二種方法:一是調節通氣和攪拌的強度,如前期通風量低些對糖化有利,后期適當增加風量,能促進產酸。二是在pH值降至2.0左右;加入一定量的滅菌碳酸鈣乳劑,使pH值回升至2.2左右時,有利于糖化作用,能繼續積累檸檬酸。

    ③中和:發酵后的物料,生產上叫發酵醪。發酵醪出料后,真空抽濾即為含檸檬酸的發酵液。先將發酵液用泵打入中和桶,加熱到60攝氏度左右,再加入碳、酸鈣粉末或石灰乳。碳酸鈣用量可按下式計算:

    碳酸鈣用量=檸檬酸總量*0.714

    檸檬酸總量=發酵液體積*滴定酸度*氫氧化鈉濃度*0.07

    將中和后的料液加熱煮沸,使其它有機酸的鈣鹽溶解,而檸檬酸鈣不溶。在過濾桶中抽濾,濾液弄去。沉淀用90攝氏度以上的熱水洗去糖分。檢查的方法是用1%~2%的高錳酸鉀溶液1滴加到加毫升洗滌水中,3分鐘內不變色,說明糖分已洗凈。

    ④酸解:將洗滌后的檸檬酸鈣沉淀放入稀釋桶中,加水打成漿狀,用泵將漿液打入酸解桶,在攪拌下緩緩加入濃硫酸分解。酸解終點的控制方法是:取甲、乙兩支試管,甲管中放入1毫升 15%~20%硫酸,乙管中放入1毫升15%~20%氯化鈣溶液(其濃度必須和甲管中硫酸的濃度相同).各試管中分別加入1毫升過濾后的酸解液,在水浴上加熱至沸,冷卻后均不發生混濁,再分別加入95%的乙醇。加乙醇后,甲管略呈渾濁,表示已達酸解終點。如果加乙醇前,甲管就已渾濁,表示酸解液中硫酸量不足;加乙醇后,乙管渾濁,表示酸解液中硫酸過量。假使硫酸過量,在酸解液中可稍加一些檸檬酸溶液進行調節。在工廠實際操作中,硫酸的加入量一般為碳酸鈣用量的92%~95%.加完硫酸后,把酸解液加熱到80~85攝氏度,保持30分鐘,即可使反應完全,又能促進硫酸鈣結晶的形成,以利分離。根據硫酸鈣在水中的溶解度與溫度的關系,酸解液在80攝氏度左右進行熱抽濾較為適宜。濾餅硫酸鈣用熱水洗滌后棄去,濾液和洗滌液合并在貯液桶中,即為稀檸檬酸溶液。稀檸檬酸溶液流經盛有脫色樹脂或活性炭的脫色柱進行脫色后,再流經裝有強酸性陽離子交換樹脂(如732型離子交換樹脂)的交換柱,以除去鈣、鐵等陽離子雜質。

    ⑤濃縮結晶:從離子交換柱流出的稀檸檬酸镕液,利用真空抽入真空濃縮鍋,在真空度為600~700毫米汞柱,50~60攝氏度溫度下蒸發濃縮,使檸檬酸溶液的比重由1.07左右提高到1.34~1.35.為保證產品質量,必須采用減壓濃縮,因為在常壓下濃縮,易引起分解而產生分解烏頭酸,而且結晶色澤變深。濃縮后的檸檬酸溶液趁熱出料,利用真空抽入高位槽,再由高位槽放入結晶鍋中,緩慢攪拌,開夾套冷卻水將溶液冷至30~35攝氏度,撒入少量晶種(如果此時已有結晶可不加晶種),據待溫度繼續下降到20攝氏度以下(夏天需用冷凍鹽水降溫)出料。在離心機下進行甩濾,濾液可進一步濃縮、結晶,也可送至稀釋桶,作為硫酸酸解前檸檬酸鈣打漿用水。濾液還可送至碳酸鈣中和工序,使它轉變成檸檬酸鈣,以便回收其中的檸檬酸。濾餅(即檸檬酸結晶)用20攝氏度以下的冷水洗滌后,離心分去水分,再送烘房進行真空干燥(溫度控制在35攝氏度以下),即得成品檸檬酸。

 
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關鍵詞: 紅薯 檸檬酸
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