朱繼成

摘要：在檸檬酸發(fā)酵中，主要原料液化清液的DE值對于檸檬酸非常重要，為此需要找出有利于檸檬酸發(fā)酵的液化清液DE值。本文通過控制加酶量等方法來得到不同DE值梯度的液化清液，然后進行檸檬酸發(fā)酵搖瓶試驗。

關鍵詞：液化 DE值 發(fā)酵 檸檬酸 搖瓶

中圖分類號：TQ921 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）10-0050-02

本文針對以玉米粉為原料液化后接種搖瓶，進行檸檬酸發(fā)酵試驗。考察不同DE值的液化清液搖瓶發(fā)酵檸檬酸情況。

糖液的DE值是指糖液中還原糖含量 （以葡萄糖計算）占干物含量的百分率[1][2]。檸檬酸發(fā)酵水平的高低，原料預處理是關鍵因素之一。原料液化清液DE值對檸檬酸發(fā)酵的影響，這在國內(nèi)外資料報道較少。如果DE值較高，不利于黑曲霉分泌的糖化酶的作用；如果DE值較低，制糖時固液分離較困難，濾渣殘淀粉較高。對于檸檬酸發(fā)酵玉米制糖，淀粉的轉(zhuǎn)糖率提高，有利于噸酸糧耗的降低。據(jù)資料介紹，液化DE值低于15%，則淀粉的凝沉性強，易于重新結(jié)合，影響過濾速度。一般控制液化DE值在15-20%較好[3]。因此需要確定一個比較有利于檸檬酸發(fā)酵的DE值的糖液，為檸檬酸發(fā)酵使用。

1 材料與方法

1.1 設備與材料

金怡牌HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋；金怡牌JJ-1增力電動攪拌器；電子調(diào)溫電爐；培英牌HYG-A全溫搖瓶機；島津液相色譜；250ml三角燒瓶、1L燒杯；玉米粉；諾維信利可來α-淀粉酶，酶活力40000u/ml；黑曲霉孢子 取自中糧生物化學（安徽）股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 滅酶方法的摸索

對于淀粉酶的滅酶方法有高溫滅酶法、重金屬離子滅酶法、低pH滅酶等方法。而高溫滅酶法不適用高溫淀粉酶滅酶，重金屬離子滅酶不適用檸檬酸發(fā)酵。楊柳新等提出用降低液化pH值、升高溫度、以及兩者并用等3種方法結(jié)束液化反應過程[4]。本次試驗摸索發(fā)現(xiàn)控制pH至4.5以下淀粉酶不再作用。

1.2.2 不同DE值液化清液制取

本次調(diào)漿濃度30%，調(diào)漿pH控制5.8-6.0。采用不同的加酶量，相同的液化時間進行試驗。本次加酶量分別按5、10、15、20、30、100u/gds加入。本次采用一次加酶一次升溫的方式，當溫度≥90℃開始計時，90min后全部停止液化?？刂埔夯逡簆H4.5左右，保持DE值不再變化。本次制出的液化清液DE值分別為A：9.07%、B：15.46%、C：20.75%、D：24.48%、E：26.52%、F：32.09%。

第二批次液化加酶量按照15、20、30、40、50、100u/gds的量進行。其它條件與第一批次試驗相同。本次做出的清液DE值分別為A：20.79%、B：24.56、C：26.68%、D：27.64%、E：29.77%、F：34.65%的糖液?？紤]到一級接種和二級接種存在對檸檬酸搖瓶發(fā)酵的影響，本次分別進行了一級接種（直接接包子懸浮液）和二級接種（接培養(yǎng)好的種子）兩種方式進行。

1.2.3 檸檬酸搖瓶配比

為了減少誤差，本次試驗對一級和二級接種每一個搖瓶樣都進行了平衡性考察。搖瓶配制：液化液（0.7425g/液化液總糖）+液化清液（4.2075g/液化清液總糖）+水定容至30ml。二級接種一次添加液化液總糖的50%，另外的用培養(yǎng)的種子液代替。

2 結(jié)果與討論

2.1 第一批搖瓶試驗分析

第一批一級接種搖瓶結(jié)果采用每個梯度的3瓶試驗結(jié)果平均值來平衡每個樣的準確度。

本次一級接種周期96hr。搖瓶編號A、B、C、D、E、F對應的酸度分別為13.92%、13.4%、13.9%、14.55%、14.99%和14.39%，對應液化清液DE值分別為9.07%、15.46%、20.75%、24.48%、26.52%、32.09%。通過數(shù)據(jù)分析可以看出，DE值在26.52%的產(chǎn)酸水平最高?？紤]到殘?zhí)菍Ξa(chǎn)酸水的平影響，對搖瓶進行了殘總糖檢測，并與產(chǎn)酸水平進行比較，詳見圖1。比較可見，DE值在26.52%的5#酸度與殘總糖和值最大，說明DE值在26.52%的最好。

2.2 第二批搖瓶試驗分析

第二批次考慮到一級接種和二級接種存在對檸檬酸搖瓶發(fā)酵的影響，因此本次分別進行了一級接種（直接接孢子懸浮液）和二級接種（接培養(yǎng)好的種子）兩種方式進行。本批試驗進行了液相檢測，從液相檢查結(jié)果可以看出，不管是一級接種還是二級接種，仍然表現(xiàn)為DE值為26.68%檸檬酸發(fā)酵搖瓶產(chǎn)酸水平最好。

2.3 試驗過程分析

（1）在試驗過程，控制DE值在20%以下的液化清液，降溫后出現(xiàn)白色沉淀，為凝沉現(xiàn)象（淀粉老化），這種凝沉后的大分子在搖瓶發(fā)酵中不容易再次斷鍵成為低聚糖。所以DE值很低的產(chǎn)酸水平較低。

（2）由于實驗室設備有限，本文僅在水浴鍋中進行，沒有噴射器的剪切力作用，因此淀粉糊化效果相對較差。部分較低DE值的蛋白絮凝較差，分離比較困難。如果采用采用水熱器較高溫度蒸煮，會有所改善。本次結(jié)果僅反應實驗室水浴鍋條件的液化結(jié)果。

3 結(jié)語

從本次試驗可以得出，玉米原料制取的液化清液，控制DE值在26.5%左右最適合檸檬酸搖瓶發(fā)酵，產(chǎn)酸水平最高。

參考文獻

[1]尤新.淀粉糖生產(chǎn)與應用手冊[M].中國：輕工業(yè)出版社，1997.

[2]皮冬偉，于靈武.費林法DE值檢測的討論與分析[J].淀粉與淀粉糖，2005.4：38～43.

[3]王博彥，金其榮.發(fā)酵有機酸生產(chǎn)與應用手冊[M].中國輕工業(yè)出版社，2000.9：77～79.

[4]楊柳新，徐以撒.淀粉液化液滅酶方法的研究[J].江蘇石油化工學院學報，2002，14（3）：22—24.