Отримання лимонної кислоти
У харчовій промисловості лимонну кислоту використовують з виробництві кондитерських виробів, безалкогольних напоїв і харчоконцентратів. Харчову лимонну кислоту отримують в процесі ферментації сахарсодержащих середовищ грибом Aspergillus niger.
Для приготування сахарсодержащих середовищ використовують меляса. Меляса - це відхід цукробурякового виробництва, який отримують при центрифугировании утфелю останньої кристалізації та відділенні кристалів сахарози. Бурякова меляса містить близько 80% СВ, в тому числі 46 ... 51% сахарози, 0,4 ... 1,5% інвертного цукру, 0,5 .. 2% рафінозі та ін Зміст азотистих речовин в мелясі становить ( 0,8 ... 2.7%, мінеральних речовин - 8,5%. До складу мінеральних речовин меляси входять калій, магній, кальцій, фосфор, залізо та ін У мелясу входять також вітаміни групи В (В |, 02, В $ ), РР, біотин і лр. Бурякова меляса, використовувана у виробництві лимонної кислоти, повинна містити: не менше 75% СВ, 46% сахарози, не більше 1% інвертного цукру, 0,7% оксиду кальцію, 0,03% діоксиду сірки , 0,05% фосфорного ангідриду. Величина pH має бути не нижче 6.5.
Крім бурякової меляси в якості сировини для приготування сахарсодержащих середовищ використовують мелясу, одержувану при переробці імпортного тростинного цукру-сирцю. Сирцевої меляса містить близько 80% СВ, у тому числі близько 44% зброджуваний цукрів, pH близько 6,5,
Ферментація цукру здійснюється цвілевих грибів A. niger, який добре засвоює глюкозу, фруктозу, сахарозу, погано - галактозу, лактозу. Однак найбільша кількість лимонної кислоти утворюється при зброджуванні середовищ, що містять сахарозу. Оптимальна концентрація цукру в середовищі 10 ... 15%.
Процес отримання лимонної кислоти при ферментації цукру може бути представлений наступним рівнянням:
З 12 Н 22 Про 11 + ЗО 2 - 2С 6 H 8 О 7 + ДТ 2 О.
При лимоннокисле бродінні частину цукру витрачається на процеси росту і дихання гриба.
Одним з найважливіших факторів ефективності виробництва лимонної кислоти є використання відповідного штаму гриба A, niger. Штами гриба повинні давати найбільший вихід лимонної кислоти, бути стійкими до зовнішніх впливів. В умовах поверхневого і глибинного способів ферментації використовують різні штами гриба, що задовольняють відповідним умовам середовища .. niger - аероб, який не може існувати без кисню, тому йому властивий поверхневий стелеться зростання, проте в умовах достатньої аерації розмноження може відбуватися глибинним способом.
До числа важливих факторів, що впливають на життєдіяльність Л. niger, відносяться також величина pH, температура, вологість, наявність мінеральних речовин. Оптимальна температура для утворення лимонної кислоти становить 31 ... 32 ° С, для росту і розвитку гриба - 35 ... 37 ° С Величина pH може перебувати в межах від 3,0 до 7,0, в процесі росту гриба і ферментації значення pH культурального середовища змінюється. Мінеральні речовини необхідні грибам A. niger в процесі росту і лімоннокіслого бродіння. Для цього застосовують гідрофосфат калію KH 2 PO 4, (джерело калію і фосфору), сульфат цинку, а в ряді випадків - солячи мілини і кобальту.
Технологічна схема виробництва лимонної кислоти наведена на рис. ...
