地区：上海市 宝山区
关键词：日照金禾博源生化有限公司;天津科技大学;日照金禾生化集团股份有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004313
成果描述：
| 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<'3>∙h。 开发了高纯度柠檬酸精制技术，连续离交、陶瓷膜精密过滤、TVR多效板式蒸发、连续低温浓缩结晶等精制技术的开发及应用，生产出高纯度柠檬酸系列产品，产品质量达到欧美高端产品质量要求，提升了国内柠檬酸行业竞争力。 该项目研究过程中申请专利12项，授权专利10项，其中发明专利6项，实用新型专利4项，发表学术论文6篇，主持参与制定国家标准2项，培养博士后1名，研究生6名，获得国家重点新产品2项。 技术经济指标：经全国柠檬酸行业分析检测中心检测分析，该成果年均发酵初始总糖达19.5%、产酸19.4%、发酵周期小于55h、糖酸转化率99.5%、发酵液残总糖1.0%以下、发酵指数3.5kg/m<'3>∙h；吨产品粮秏降低108千克，汽耗降低168千克，电耗降低26千瓦时。 该技术成果自2012年全面应用于25万吨柠檬酸生产线，显著改善了发酵菌种性能，提高了菌种的稳定性和发酵工艺水平，降低了粮食和能源消耗，市场竞争力强，创造了重大的经济效益和社会效益，对促进行业的技术进步和产业结构优化升级发挥了重大作用。 该项目成果具有自主知识产权，并达到国际领先水平，对实现中国粮食加工企业走出去战略具有重大意义，也将成为民营企业参与“一带一路”的典范。 |
