[00952170]高效柠檬酸生产关键技术创新及应用

2015年全球柠檬酸产量约210万吨，而中国柠檬酸产量约135万吨，约占全球柠檬酸产量的65%。同时，国内外柠檬酸行业，柠檬酸发酵水平普遍为：产酸160g/L，糖酸转化率约97%，发酵液残总糖2.0%以上，发酵周期60小时以上。虽然也有报道菌株产酸高周期短等，但常伴有糖酸转化率低、发酵残糖高等缺点。中国要确保国际柠檬酸制造强国地位，就必须诱变筛选具有自主知识产权的耐高糖、高酸的新菌株，并配备复壮筛选技术预防菌株的退化和变异；研发与菌株配套的高强度浓醪发酵工艺，确保较高的发酵指数和糖酸转化率，同时发酵液残总糖低于1.0%，以实现高强度浓醪发酵工艺的应用与推广。

针对国内外柠檬酸行业的菌种诱变筛选和发酵工艺问题，该项目提出了高效柠檬酸生产关键技术创新及应用，通过系统的技术创新、工艺优化、设备改造和工业化应用，形成了一套高效、低耗的高纯度柠檬酸生物制造体系，总体技术水平和主要技术经济指标达到了国际同类技术领先水平。

创新点如下：高强度发酵柠檬酸生产菌株复合诱变选育技术，筛选出高性能柠檬酸生产菌株。提高了发酵糖酸转化率，降低了发酵液残总糖：采用了微波诱变、氮离子注入诱变和等离子体诱变复合处理，再进行航天诱变育种，通过耐高糖高酸筛选获得TN-A09菌株，耐受25%浓度葡萄糖，20%浓度柠檬酸，可应用于高浓醪发酵柠檬酸和高强度发酵性能的生产。糖酸转化率达到102%以上。

以菌株TN-A09为生产菌株，实现高强度浓醪发酵工业化生产。采用“二次加酶+二次喷射”液化提高原料处理效果，优化种子罐培养工艺和菌种接种量，改善发酵培养基碳氮比，对发酵过程进行精确控制，提高生产效率，减少产品的原辅材料消耗和能源消耗，降低生产成本。最终使发酵产酸19%以上，发酵周期55h，发酵液残总糖1.0%以下、发酵强度3.5kg/m。