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檸檬酸（citric acid）又名枸櫞酸，學名 2-羥基丙 烷-1，2，3-三羧酸，白色晶體，含一分子結晶水，無臭， 具有令人愉快的強烈的酸味，入口爽快，無后酸味，安 全無毒，被廣泛用作食品和飲料的酸味劑。自 1945 年美國 Miles 公司借鑒深層發酵青霉素工廠，采用無 菌空氣供給系統和機械攪拌通風發酵罐的成功經驗 基礎上，首先成功開發了深層發酵法工業化生產檸檬 酸。檸檬酸已成為全球產量和需求量最大的有機酸 品種。世界檸檬酸工業的集約化程度非常高，除中國 外，全球主要的檸檬酸制造商只有 5 家～6 家（美國、 奧地利、加拿大、巴西等），而中國的產量為最大，2017 年，全球檸檬酸及其鹽產量達到 212 萬噸，我國產量達 到 152 萬噸，占全球近 70 %，是檸檬酸主要生產國和 出口國。
黑曲霉（Aspergillus niger）zs-10：江蘇國信協聯能 源有限公司天津分公司保藏。
無水葡萄糖、酵母粉、瓊脂粉、大豆蛋白胨：分析純， 天津市北方天醫試劑公司；（NH）4 2SO4、KH2PO4、MgSO4、 CaCl2、KCl、FeSO4：分析純，天津市四通化工廠；玉米漿 （試劑級）：金豐玉米有限公司；糖化酶（100 000 U/mL）： 上海源葉生物科技有限公司；耐高溫的 α-淀粉酶 （20 000 U/mL）：諾和諾德（中國）生物技術有限公司；玉 米蛋白粉、麩皮粉、豆餅粉：鄢陵勝源豆業有限公司。
LS-B50L 型立式壓力蒸汽滅菌鍋、SPX-250B-Z 型生化培養箱：上海博迅實業有限公司醫療設備廠； CX23 型光學顯微鏡：OLYMPUS 公司；HZQ-QX 恒溫 振蕩器：中國哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司； FA2004N 電子天平：上海精密科學儀器有限公司；50 L 發酵罐：鎮江東方生物工程設備技術有限公司。
馬鈴薯葡萄糖瓊脂 （potato dextrose agar，PDA）培 養基：馬鈴薯削皮切塊，稱取 200 g，加入適量蒸餾水煮 沸 30 min，4 層紗布過濾除渣，取清液加蒸餾水定容 至 1L，加入 2 %葡萄糖充分溶解，加入瓊脂粉 20 g， 121 ℃，20 min 滅菌。制成斜面或平板備用。
由于此前黑曲霉 zs-10 是經過 γ 射線（Co60）誘變 后篩選得到的菌株，因此采用高劑量 γ 射線（Co60）進 行孢子懸浮液誘變，選用 γ 射線（Co60）處理的劑量分別 為 1 000、1 200、1 400 Gy，其致死率與正突變率見表 1。
由表 1 可以看出，Co60 誘變的致死率和菌種正變率 都隨著處理時間的增加而升高，在處理劑量為 1 400 Gy 時，正變率達到 30.6 %。所以選取誘變劑量為 1 400 Gy。溫度是影響黑曲霉發酵過程的一個重要因素。溫 度過低，細胞內控制酶合成的關鍵酶的活性受到抑 制，合成檸檬酸的生物反應趨向停滯狀態，溫度偏高， 可能會造成微生物細胞中關鍵酶的不可逆失活，是微 生物代謝減慢。實驗室內的搖床三角瓶發酵，調節合適的發酵初 始 pH 值十分重要。特別是像檸檬酸發酵這種以淀粉 作為發酵原料的發酵，發酵液初始 pH 值的高低會直 接影響到菌體糖化酶的活力，由于檸檬酸發酵是以玉 米粉為原料的發酵過程，屬于邊糖化邊生長邊產酸的 過程。
以菌種 zs-10 為出發株，經過 γ 射線（Co60）及亞硝 基胍復合誘變，得到一株高產檸檬酸且遺傳穩定性高的誘變菌株 zs-10-5。通過對種子培養條件和發酵條 件的優化，最終發現種子以豆餅粉為氮源，初總糖濃 度 10 %培養 24 h 左右形成菌絲球性能最好。發酵最 適溫度 35 ℃，初始發酵在 pH5~6，以豆餅粉為氮源為 0.8 %，通過 50 L 發酵罐進行了驗證，其發酵結果為周期 63 h，產酸 17.94 g/100 mL，發酵指數為 2.85 kg/（m3 ·h）， 轉化率為 99.7 %。
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