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柠檬酸是当今利用微生物发酵生产的一种极为重要的有机酸，广泛应用于食品、饮料、医药、化工、冶金等领域。目前年消费增长率2000吨，其他方面为3000吨。《1》1913年Zahorski首先利用黑曲霉生产柠檬酸。1917年Currie初步奠定了发酵法生产柠檬酸的科学基础。《2》Co827是我国柠檬酸发酵历史上最重要的菌种之一，一直沿用至今，发酵产酸13% ~14%，转化率95%以上，发酵周期64小时。《3》目前国内柠檬酸行业主要采用玉米为原料，由于国家政策的影响，玉米的价格不断上涨，提高了柠檬酸生产企业的生产成本。
柠檬酸又名枸橼酸，化学名称为三羧酸，是1784年首先从柠檬酸果汁中尔后又在枸橼、柑桔、菠萝、青梅、无花果中获取而得名。（4）柠檬酸经过几十年的开发和研究，目前应用已相当广泛，是食品工业中的重要原料，主要用作调味剂及抗氧化剂，添加于饮料、糖果、罐头、食品及蔬菜、豆制品等。此外在医药、化工、纺织、制革、印染、建筑、电镀等行业也有广泛应用。（5）
生产柠檬酸的原料归纳起来可分为以下五类：
一、 天然植物 过去多以天然植物的果实或棉叶中提取柠檬酸，但现在由于这条途径受到季节和地区的限制，便很少采用了。
二、 废糖蜜 废糖蜜是制糖厂将糖结晶提出后剩下的母液。今年在柠檬酸生产中，多采用甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。因为我国北方尤其在黑龙江、辽宁等地、甜菜糖蜜很丰富。南方尤其在四川、广东等省，甘蔗糖蜜很丰富。但当废糖蜜中的灰分和磷及铁等的含量不适宜时，黑曲霉菌的繁殖要受到妨碍，需在废糖蜜中添加黄血盐后才能顺利发酵。
三、 淀粉 一半凡含有淀粉的农副产品，如甘薯、马铃薯、玉米、小麦、木薯等均可用来制作柠檬酸。通常用酸使淀粉糖化后即可接种黑曲霉菌进行发酵生产。
四、 农林业副产物的水解液 各种含有纤维素的原料，经水解后均可以作为碳源。日本曾用温州蜜柑的废料发酵生产柠檬酸。也有人曾用废棉花短纤维素等废物生产柠檬酸，以节省蔗糖而增加柠檬酸产量。还有人用浓酸水解所得的木材水解液，添加适量的营养盐制成的培养基通过黑曲霉发酵生产柠檬酸，也获得成功。
五、 石油 所谓石油，实际上是指液体石蜡。用液体石蜡发酵生产柠檬酸国外于六十年代开始研究，我国在七十年代才开始。目前一个最大的问题是在生成柠檬酸的同时，往往还产生一种异柠檬酸的副产物，不仅会降低柠檬酸产量，还会妨碍柠檬酸的精制和回收。因此，应设法寻找一种既能生产大量柠檬酸又不产生或少产生异柠檬酸的办法。（6）
本实验用玉米粉、面粉、木薯粉发酵生产柠檬酸。
粗玉米粉中蛋白含量过于丰富，直接用粗玉米粉进行柠檬酸发酵易于造成菌体疯长而不利于产酸。而以玉米清液进行柠檬酸发酵，有其独特的优点。玉米粉液化去渣后，液化液中脂肪、蛋白质含量低，利于提高发酵液溶氧水平，缩短发酵周期，提高转化率；发酵液固形物少，滤液清，油脂少，利于从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸，提高回收率和产品质量；且液化后得到的滤渣可用于制备高品质的玉米蛋白饲料。目前全国已有不少工厂以玉米粉为原料生产柠檬酸。（7）
我国自1986年应用甘薯原料深层发酵生产柠檬酸以来，一直沿用高温蒸煮法对原料进行预处理，形成生产中能耗、粮耗、水耗过高和发酵周期过长的三高一长的局面，增加了生产成本。在高温蒸煮时原料中的淀粉、还原糖损失达2%~3.5%，糖氨反应生产的色素物质对柠檬酸发酵菌有很强的抑制作用。（8）排放废水中残糖、色素和其他固形物偏高，使污染负荷增大。高温蒸煮时，料液的升温降温时间均较长，能耗、水耗增多，工艺复杂。（9）
柠檬酸发酵用的淀粉在工业加工时，只需将原料中的纤维等杂质除去即可，大幅度地降低了用于柠檬酸生产的淀粉的加工成本。（10）采用了玉米粉和淀粉分别液化，玉米粉用量较小，和单纯用玉米粉液化的工艺相比，大大缩短了液化时间，加上玉米液化后不需要过滤，叫少了许多能耗和工作量，同时不存在玉米粉液化后滤渣的防腐问题：尤其是由于玉米粉用量的减少，使发酵液色素含量减少，提高产品质量，降低后提取的成本.（11）
本实验以玉米、木薯、面粉为原料进行发酵生产柠檬酸。然而又有很多因素对柠檬酸的产量有影响。玉米、木薯、面粉中都有一部分的杂质，而杂质不能用来生产柠檬酸，而且不同批次的原料的杂质含量也是不同的。所以必须要检测每个批次原料中的杂质的多少进行比较分析。每种原料中水分含量也各有不同，分别测出个批次原料的水分含量进行比较分析。生产柠檬酸最主要的还是原料中氮含量的多少，所以要分别测出每个批次玉米、木薯、面粉中的氮含量进行比较分析。
发酵实验少不了酶，酶的不同也影响柠檬酸的产量，本次实验要对酶对柠檬酸的影响进行分析。酶的种类和酶的活性都对柠檬酸的产量有一定的影响。
生产柠檬酸的原料都是粮食，而粮食都存在一定的安全隐患。粮食在储存时会滋生微生物，会产生霉菌。粮食在生长过程中还有农药残留。实验还要对原料的安全隐患进行分析评估，最后得出结论。
（1）周纯，我国柠檬酸产业面临的危机与发展对策.国际商报，2003，8，20
（2）Parvez S,Rajoka M, Ahmed MN.Citric Acid Production from Sugar Cane Molasses by 2-Deoxyglucose-Resistant Mutant Strain of Aspergillums Niger[ J]。Folia Microbiological,1998,43(1):59~62.
（3）朱亨政，蒋苇萌.淀粉料直接发酵生产柠檬酸[ J].工业微生物，1990,20（4）：20~24
（4）纵观全球柠檬酸行业.精细与专用化学品.2000年第8期
（5）顾嗣芳.生产柠檬酸的原料和方法
（6）金其荣，张继民.有机酸发酵工艺学[ M].北京：中国轻工业出版社，1995：302-308.
（7）马涛.玉米深加工[ M].北京：化学工业出版社，2008.
（8）扬铭铎，黄继生，杨亚宁.食品与发酵工业，1989，（3）：30~35
（9）石忆湘, 刘祖同. 黑曲霉发酵玉米生产柠檬酸[ J] . 清华大学学报( 自然科学版), 1998, 38( 6) : 52-55
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