【摘 要】
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红枣起源于中国,是人们非常喜爱的果实,富含可溶性糖类、蛋白质、维生素、矿物质和酚酸类物质,具有较高食用价值与药用功能。中国是世界上最大的红枣生产国与消费国,2020年全国栽培面积达2000多万亩,产量增至746.4万吨（干枣）。红枣的加工以制干为主,约占总加工红枣的75%,其它加工12%,精深加工仅占13%,因此红枣的精深加工是影响红枣产业发展的瓶颈。据估计,每年约有30%的红枣因果实小、碰伤、裂
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红枣起源于中国,是人们非常喜爱的果实,富含可溶性糖类、蛋白质、维生素、矿物质和酚酸类物质,具有较高食用价值与药用功能。中国是世界上最大的红枣生产国与消费国,2020年全国栽培面积达2000多万亩,产量增至746.4万吨（干枣）。红枣的加工以制干为主,约占总加工红枣的75%,其它加工12%,精深加工仅占13%,因此红枣的精深加工是影响红枣产业发展的瓶颈。据估计,每年约有30%的红枣因果实小、碰伤、裂果或生虫等原因不能直接销售、或加工而被废弃,腐烂,造成了大量原料的浪费。红枣富含糖类和其它营养物质,含糖量在45%（干枣）以上,是微生物发酵的优质原料。本论文以干红枣为原料,利用微生物发酵技术,生产在食品和化学工业中广泛使用的柠檬酸,其目的:（1）提高红枣的加工利用率,解决生产上剩余的大量次等红枣“卖果难”问题;（2）将红枣高含量的糖转化为优质柠檬酸,变废为宝;（3）进一步完善红枣精深加工和柠檬酸微生物发酵的理论和生产技术。论文经过大量的试验,取得的研究结果如下:（1）以陕北干红枣为原料,经过加水、酶解提汁,获得发酵柠檬酸用红枣汁,主要成分为还原糖含量151.92 g/L、pH4.07;测定的矿物质有K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 和 Mn,其含量分别是 104.57、62.34、30.64、4.81、1.71、0.20 和 2.94 mg/L;有机酸为乳酸、苹果酸、酒石酸、富马酸、柠檬酸和琥珀酸,其含量分别为0.76、0.21、0.19、0.15、0.17 和 0.06 g/L。（2）以红枣汁为发酵原料,从4株工业上常用的产柠檬酸的黑曲霉菌种中筛选出了适于红枣汁表面静态发酵柠檬酸的菌株,为黑曲霉M2160（A.niger CICC 2160）;接种2%（v/v）的黑曲霉M2160孢子悬浮液于红枣汁中,发酵192h时,其柠檬酸含量最高为13.51 g/L,柠檬酸的产率为11.16%;通过测定发酵液8种有机酸的变化情况,发现草酸、苹果酸、琥珀酸和富马酸在柠檬酸发酵液中较多。（3）通过单因素试验,初步确定了红枣汁发酵柠檬酸的初始发酵液营养物质的组成,还原糖为150.00 g/L、初始pH 3.50、KCl添加量4.00 g/L、NH4Cl添加量6.00 g/L、MgCl2 添加量 0.40 g/L、CuCl2 添加量 30.00 mg/L、CH3OH 添加量 3%（v/v）。进一步以初始pH和NH4Cl、MgCl2、CH3OH的添加量为响应因子,以发酵192 h的发酵液中柠檬酸含量为响应值进行4因素3水平的响应面优化试验,确定了红枣汁发酵柠檬酸的最适营养条件为pH3.51、NH4Cl添加量6.01 g/L、MgCl2添加量0.39 g/L和CH3OH添加量2.89%,发酵液中柠檬酸含量达31.98 ± 0.33 g/L。试验研究了发酵液厚度对黑曲霉产柠檬酸的影响,发现装液厚度为6.00 cm时,发酵192h的发酵液中柠檬酸含量为39.83±0.35 g/L。（4）红枣汁发酵液除去菌体与其它固体杂质后,经测定粗提液的pH为1.45,还原糖含量为5.87 g/L,草酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和富马酸的含量分别为 2.56、0.79、0.98、39.52、0.21、0.35 和 0.50 g/L,其色度参数 L0*、a0*和b0*分别为180.02、38.17和-29.73,可检测到的矿物质有K、Ca、Mg和Cu,含量分别为 1649.72、43.53、109.26 和 9.69 mg/L。（5）将柠檬酸粗提液经酿酒酵母发酵、Ca（OH）2中和、活性炭吸附和阴阳离子交换树脂吸附,其还原糖、矿物质、杂酸和色素类杂质已基本被除去,可得柠檬酸纯净液,纯净液中柠檬酸含量为32.83 g/L。500 mL的纯净液可制得13.69 g纯度为98.13%的一水柠檬酸固体产品。
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