有机酸发酵微生物
有机酸发酵微生物(microorganisms of organic acid 发酵)能发酵生产有机酸的微生物。有机酸是分子中含有羧基(―COOH)的酸类。柑橘、葡萄、醋的运用、酸菜等的酸味都是有机酸造成的。许多有机酸广泛存在于动、植物和微生物体内。微生物合成的有机酸有50多种,其中在国民经济中具有较大用途并已工业生产的有:柠檬酸、DL-乳酸、食用醋酸、葡萄糖酸、DL-苹果酸、曲酸、衣康酸、-α-酮戊二酸、丙酸、琥珀酸、维生素c、水杨酸、赤霉酸及多种长链二元酸等。
物质简介
有机酸发酵微生物
中国古代,人们并不知道有微生物的存在,但已经利用微生物的自然发酵来制造食醋,中国周代的《礼记》中就有关于醋的记载。1861年,L.路易斯·巴斯德证明酒的醋化是由啤酒和葡萄酒表面皮膜内的微生物所致。此后,人们不仅广泛研究了产生醋酸的微生物,而且分离出多种有机酸的产生菌。
特征及用途
醋酸产生菌
主要是醋杆菌属和葡萄糖酸杆菌属的许多种。它们能以乙醇为原料,在有氧条件下,将乙醇脱氢生成乙醛,再使乙醛加水、脱氢生成醋酸。但从醋酸发酵液中分离醋酸,比起乙炔合成法和木材碳化法,在经济上很不合算,所以醋酸发酵用于纯醋酸的生产十分少见,因而此法多用于醋的运用生产(见)。
乳酸产生菌
1857年,路易斯·巴斯德用显微镜观察到牛奶变酸是由微生物所致。此后,人们发现大量能进行乳酸发酵的微生物,仅细菌就有50多种,主要有乳杆菌属、明串球菌属、片球菌属、链球菌属。另外,根霉属、毛霉属、芽枝霉属也有很强的产乳酸能力。
柠檬酸产生菌
1893年,韦默尔发现青霉、毛霉属的真菌能发酵糖液生成柠檬酸,后又陆续分离出很多种产生柠檬酸的真菌和细菌。其中发酵糖类的有黑曲霉、泡盛酒曲霉、斋藤曲霉、温特曲霉、平滑青霉、橘青霉等;发酵碳氢化合物的有解脂假丝酵母属、热带假丝酵母、涎沫假丝酵母、石蜡节杆菌、棒杆菌和雅致曲霉等。
以糖质为原料的柠檬酸工业生产主要使用黑曲霉,并普遍采用深层发酵工艺。
70年代初,中国选出一株能直接发酵薯干粉生产柠檬酸的黑曲霉。发酵中不需添加任何辅料,产酸率达8~9%。近年来又选出了一株产柠檬酸的黑曲霉,经γ射线处理后,产酸率达15~17%,对糖的转化率达90%,菌落小、菌丝色白、孢子穗稀,合成培养基上不生孢子。
接种假丝酵母发酵矿物油生产柠檬酸也在生产上得到应用。
其他有机酸产生菌
葡萄糖酸多用于医药,除葡糖酸杆菌生产葡糖酸的能力较强外,曲霉菌属、棒状杆菌属、假单胞菌属、青霉菌属、念珠菌病、镰刀菌属都可产生葡糖酸,其中黑曲霉产品纯,杂酸少,易提取,在工业生产上应用较广。反丁烯二酸的生产菌主要有根霉和毛霉,尤其米根霉产酸力强,发酵糖质原料时,对糖的转化率达到90~95%。以石蜡为原料生产反丁烯二酸多采用假丝酵母属(例如皱褶假丝酵母),反丁烯二酸的产率达6%,对石蜡的转化率达116%。生产DL-苹果酸的微生物有曲霉属、青霉和酵母等。也有人用担子菌门生产苹果酸,转化率达40~50%。曲酸可为香精的生产原料,人们用米曲霉和黄曲霉生产曲酸。中国用黄曲霉3.2789的变异株发酵淀粉水解糖,曲酸产率达4.6克/100毫升,转化率达50%左右。蔗糖、木糖、甘露醇等都是发酵生产曲酸的好原料。此外,还可用黑曲霉发酵单宁生产五倍子酸,用土曲霉发酵淀粉水解糖生产衣康酸,用α-酮戊二酸短杆菌属发酵矿物油生产-戊二酸,用铜绿色假单孢菌以为碳源生产水杨酸,用假丝酵母属氧化液体石蜡或单一烷烃生产混合二元酸或癸二酸等。