淺談農業秸稈發酵生產檸檬酸的研究

于有良 蔡魯納 劉家印 王學冰 邵明軍 莊麗萍

摘 ?要：目前黑曲霉發酵生產檸檬酸主要以淀粉質類玉米為原料，近期由于玉米價格的持續上漲，導致生產檸檬酸的成本大幅提高，近幾年掀起了以生物質類纖維素酶解液為原料發酵檸檬酸的研究。本文主要對農業秸稈生產檸檬酸的研究進展進行綜述，淺談當前的發展情況及今后的研究方向。

關鍵詞：農業秸稈;發酵;檸檬酸;研究進展

檸檬酸又名枸櫞酸，是生物體內重要的代謝產物之一，自然界中檸檬、無花果、柑橘等的果實中含量較為豐富。在食品、醫藥、化工等領域應用廣泛，較早的檸檬酸發酵原料主要為：純糖溶液、甜菜或甘蔗糖蜜等，目前黑曲霉發酵生產檸檬酸主要以淀粉質類玉米為主，由于玉米價格的上漲，導致檸檬酸生產成本的大幅提高，近幾年掀起了以生物質類纖維素酶解液為原料發酵檸檬酸的研究。

我國是一個農業大國，農業秸稈十分豐富，其主要成分為纖維素，纖維素經預處理可以產生可發酵性糖，目前在生產功能糖和化工醇等行業產業化效果良好。目前國內報道的農業秸稈為原料生產檸檬的研究較多，本文主要對農業秸稈生產檸檬酸的研究進展進行簡要綜述，淺談目前的發展情況及今后的研究方向。

1 農業秸稈的預處理

在農業秸稈轉化過程中，預處理是必不可少的。淀粉類原料很容易水解，而纖維質物質的水解則受到纖維素的結晶度、底物與酶的接觸面積和木質素的含量等幾方面的限制。目前報道的預處理的方法主要有：機械法、熱法、化學法和生物法，如表1所示從處理機制、形成的抑制物和對檸檬酸生產的影響方面進行了比較，發現用生物法處理后的農業秸稈不形成抑制物，并能整體提高檸檬酸的產量。

2 農業秸稈生產檸檬酸的發酵方法

發酵法是生產檸檬酸最常用的方法，分為淺盤發酵、深層發酵和固態發酵，近年來，人們從經濟性和實用性等方面進行了討論，如表2所示。用豐富的可再生農業秸稈為原料，優化發酵參數，根據發酵類型和檸檬酸的生產情況選擇不同的發酵底物，提高檸檬酸的產量。

3 展望

隨著檸檬酸生產能耗的升高和成本的日益增長，應用的廣泛和市場需求的增長，需要探索新的高效生產的工藝和方法。固態發酵可以有效的提高檸檬酸的生產率，相應的檸檬酸的生產菌種也需要提高，而如今，生產天然產品可能會成為一種趨勢。事實上，這樣的創新策略可以降低生產成本、提高收率，降低對環境的污染。農業秸稈為原料生產檸檬酸可有效的降低生產成本，但還需加強中試研究和產業化推廣。

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