用酵母发酵生产柠檬酸的工艺

大约自1965年起，利用酵母发酵柠檬酸工艺得到了发展，最初是以糖为原料，后来是正烷烃。那时，烃类价格相对便宜，故所建工厂都采用烃类原料。自那时之后，经济已发生变化，已建立的既可以烃为原料也可以糖为原料的两种酵母工艺明显地返回到糖原料工艺。

    酵母比丝状真菌具有的潜在优势在于前者能适于较高的初糖浓度和快速的转化速率。进一步，因酵母对金属离子的抗性使得粗糖蜜能被直接利用而省去了预处理费用(因此便宜)。自1968年起，当8个种的酵母获准发酵糖蜜生产柠檬酸后，已报道了许多改进的酵母工艺。已知下列菌种可利用不同碳源产生柠檬酸。

假丝酵母属(Candida)

汉逊酵母属(Hansenula)

毕赤氏酵母属(Pichia)

德巴利氏酵母属(Debaromyces)

球拟酵母属(Torulopsis)

克勒克酵母属(Kloeckera)

毛孢子菌属(Trichosporon)

串酵母菌属(Torula)

红酵母菌属(Rhodotorula)

掷孢酵母属(Sporobolomyces)

内孢霉属(Endomyces)

诺卡氏菌属(Nocardia)

针孢酵母属(Nematospora)

糖酵母属(Saccharomyces)

接合糖酵母属(Zygosaccharomyces)

除上述菌种之外，假丝酵母(Candida)种群，包括解脂假酵母(C．1ipolytica)，热带假丝酵母(C．tropical趣)，季也蒙假丝酵母(C guillermondii)，橄榄假丝酵母(C．oleophila)和间型假丝酵母(C intermedia)已获应用。

    最初的工艺中，加碳酸钙到培养基中以维持中性pH。一般说来，pH 5．5之上。已提出添加各种不同的化合物以减少异柠檬酸污染对酵母产生的危害，这种污染即使糖质原料发酵也不能避免。单取代或双取代的卤代烷基酸、正十六烷柠檬酸、反式乌头酸甚至醋酸铅都已作为减少异柠檬酸的添加剂申请了专利，尽管这些化合物可能有毒性。已筛选出许多突变株用于减少异柠檬酸产生。还有报道了一种趋渗性的菌株已申请了专利，该菌株能转化浓度高达28％的粗糖蜜。

    设计颇为标准的塔式反应器已广泛使用，由于热产生速率高，则装备～改进的冷却系统。而连续生产工艺也已见报道，并用氢氧化铵维持pH3．5。

以正烷烃为原料进行工业化柠檬酸生产现在看来并不经济，尽管有一座那样的工厂大约1970年在意大利的Saline，ReggioCalabria(Liquichimica)已建立并运行，该工艺以C lipolytica顺乌头酸酶突变株为基础，应用搅拌式通气罐，罐容积400m3，发酵周期72／J、时。正烷烃转化率超过130％(w／w)，理论转化率是250％，烷烃其他部分转化为生物量和二氧化碳。酵母通过离心而去除，其他后续提取工艺仍是传统的。此工艺使用的发酵原料根据酵母菌株要求而定，尽管从9～20个碳的烃都能作为培养基原料，但此菌种的发酵培养基为10％的正癸烷。利比亚的正烷烃的成本使本工厂和其他工厂，包括双底物(糖质原料和烷烃)工厂得到发展，这种状况在过去30年已发生变化。正烷烃工艺的惟一特征是底物的不溶解性。为了保证迅速转化，正烷烃必须被彻底分散，因此20～200mg／L浓度的聚氧丙二醇酯作为助剂使用促进分散过程。 

文章来源：柠檬酸