Глава 17. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ
АМИНОКИСЛОТ, ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И СПИРТОВ
213
В промышленном производстве лимонной кислоты в качестве
продуцента в основном используют Aspergillus niger, но также применяют и
A.wentii. Процесс ферментации достаточно сложен, так как лимонная
кислота – продукт первичного метаболизма грибов. Рост продуцента и
синтез кислоты обычно регулируют составом среды (сахара, P, Mn, Fe, Zn).
Сверхсинтез лимонной кислоты реализуется при больших концентрациях
сахаров в среде (14
–
24 %) и является ответной реакцией продуцента на
дефицит фосфора. Оптимум рН на стадии кислотообразования составляет
1,7
–
2,0. В более щелочной среде процесс сдвигается в сторону накопления
щавелевой и глюконовой кислот. В качестве основы среды обычно
используют глюкозный сироп, гидролизаты крахмала или мелассу.
Источником азота служат соли аммония (0,2 %), концентрация фосфатов
(0,01
–
0,02 %). В качестве пеногасителей используют природные масла с
высоким содержанием жирных кислот. Очень существенное значение имеет
уровень аэрации культуры.
В производстве лимонной кислоты применяют несколько вариантов
процесса. Поверхностный способ реализуется на твердой сыпучей среде и в
жидкой фазе. При жидкофазной поверхностной ферментации питательную
среду разливают в кюветы слоем от 8 до 18 см. Кюветы размещают на
стеллажах в предварительно простерилизованной парами формалина
бродильной камере. Через специальные воздуховоды с током стерильного
воздуха поверхность среды засевают исходной музейной культурой. В
качестве посевного материала используют предварительно полученные
также в условиях поверхностной культуры и высушенные споры (конидии)
из расчета 50
–
75 мг конидий на 1 м
2
площади кювет. Известно несколько
вариантов процесса: непрерывный, полупериодический с доливами и метод
пленок. При непрерывном режиме процесс осуществляется на одной среде
от момента засева спор до завершения стадии кислотообразования. При
использовании метода пленок через 7 суток после завершения
кислотообразования сброженный раствор мелассы сливают из кювет,
мицелий промывают стерильной водой и в кюветы заливают новую среду.
Полупериодический способ с доливом характеризуется дробными
добавками мелассы под пленку гриба на стадии кислотообразования (30
–
35 % от исходного объема), так называемый режим с подпиткой субстратом.
Это позволяет повысить выход лимонной кислоты на 15
–
20 % с единицы
поверхности при сокращении затрат сахаров на 10
–
15 % по сравнению с
другими методами. В ходе стадии ферментации на первом этапе (первые 24
–
36 ч) происходит интенсивный рост мицелия. Температура среды в этот