以淀粉质原料直接发酵高光学纯度L－乳酸制造技术

本发明专利技术属于发酵法生产Ｌ－乳酸的技术领域。本发明专利技术采用淀粉质原料（玉米、大米、小麦等）大幅度降低Ｌ－乳酸的生产成本；采用比较高的发酵温度，缩短发酵周期；采用菌丝体回用技术降低生产成本，提高设备利用率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发酵法生产乳酸的
目前，国内的L-乳酸主要由淀粉为原料进行发酵法生产，由于淀粉是农副产品深加工的产品，因此淀粉的价格比玉米、大米、小麦等淀粉质原料高很多。另外，国内的L-乳酸的发酵温度比较低，发酵温度在30℃～32℃左右。本专利技术的目的是提出一种以淀粉质原料(玉米、大米、小麦)直接发酵高光学纯度L-乳酸，是大大降低L-乳酸的生产成本，更加适合玉米、大米、小麦等粮食原料的深度加工。本专利技术采用的发酵温度是37℃±1℃，发酵温度比较高可以大大提高发酵速度，缩短发酵周期，提高设备利用率。本专利技术采用米根霉的菌丝体的回用技术，即活菌丝体连续发酵法可连续3次，降低了发酵成本，缩短发酵周期，提高设备利用率。所谓“高光学纯度”按照国际通常分类指采用高压液相色谱手性柱法测定L-乳酸，光学纯度在95％至99％的L-乳酸都称高光学纯度或高纯度或手性级。关于光学纯度的分析主要通过高压液相色谱的手性柱法的方法对发酵液提纯后的L-乳酸来进行测定，测定时可以采用手性柱(NUCLEOSILCHIRAL-1)，流动相为CuSO4水溶液，浓度为2毫摩尔/升，流速为0.5ml/min，操作温度在40℃，用254nm的紫外检测仪进行检测。发酵液的提取、纯化可以采用两种方法第一种方法是通过L-乳酸的发酵液通过乳酸钙等的结晶方法将发酵液中的蛋白质、色素、残糖等杂质除去，再用H2SO4酸解获得稀乳酸，再将稀乳酸通过活性炭脱色后，然后用离交的方法去除杂质离子，最后浓缩获得浓度为80％的无色透明的L-乳酸；第二种方法是将L-乳酸的发酵液直接酸解后，浓缩至80％后采用短程分子蒸馏技术将L-乳酸蒸馏出来，获得无色透明的L-乳酸，再采用高压液相色谱的专用手性柱来检测。本专利技术的内容如下根据不同种类的淀粉质原料，采用相应的方法进行预处理，然后添加α-淀粉酶在97℃～100℃液化，使原料中的淀粉颗粒在淀粉酶的作用下分解为液化液，使液化液的总糖在12％～13％，再添加适量的营养盐来补充原料中氮源、无机盐的不足再灭菌，添加无菌CaCO3进行发酵L-乳酸，发酵温度在37℃±1℃，发酵周期在50小时～60小时，发酵产酸10％～11％。本专利技术工艺适用于大米、玉米、高粱、薯干、木薯、马铃薯。本专利技术的优点1、淀粉质原料粉碎后加水调浆，加α-淀粉酶液化后不需要糖化、脱色就可以作为原料，添加少量营养盐直接发酵L-乳酸。2、适用于直接利用以大米、玉米、小麦为原料生产L-乳酸。例如小麦脱皮，粉碎，提出面筋后以水淀粉为原料，直接发酵L-乳酸。玉米既可以脱皮、脱胚也可以不脱皮、脱胚作为原料使用米根霉进行发酵L-乳酸。3、发酵温度比较高，温度在37℃±1℃，发酵速度快，缩短发酵周期。4、米根霉的菌丝体的回用技术，降低了发酵成本、缩短发酵周期，提高设备利用率。实施例1称取200克大米粉，细度40目～60目，加水调浆后定容到1000毫升，加入10单位/克α-淀粉酶，电炉上加热至97～100℃液化30分钟(工业上采用喷射液化)，碘液检测合格后，使用布氏漏斗过滤得到液化液(工业上采用板框压滤或带式过滤机)，加入少量自来水使液化液总糖在12％。种子液配制在250毫升三角瓶中装50毫升上述总糖12％的液化液，按照比例(w/V)添加0.2％(NH4)SO4、0.025％MgSO4·7H2O、0.01％KH2PO4溶解均匀，121℃灭菌20分钟，冷却至37℃作为种子培养液。在此三角瓶中接入菌种，接种量为一白金耳，在恒温摇床(中科院武汉科学仪器厂)温度控制在37±1℃；转速控制在220转/分钟，摇瓶培养16小时后接入发酵三角瓶。发酵液配制在500毫升三角瓶中装100毫升总糖12％的液化液，按比例加入0.2％(NH4)SO4、0.025％MgSO4·7H2O、0.01％KH2PO4溶解均匀，121℃灭菌20分钟，冷却至37℃，接入培养好的种子液10毫升，在恒温摇床(中科院武汉科学仪器厂)温度控制在37±1℃；转速控制在220转/分钟，发酵50～60小时，发酵过程中添加灭过菌的CaCO3作为中和剂(也可采用液氨或NaOH作为中和剂)，发酵结束测定产酸为11.5％。将此L-乳酸发酵液经过提取、纯化后获得L-乳酸经检测光学纯度99％以上。将发酵液的活的菌丝体分离、洗净后，接入新鲜的灭过菌的发酵培养基中，产酸11.2％，周期40小时左右，如此操作可以连续3次。实施例2称取250克玉米粉，细度在40目～60目之间，加水调浆定容至1000毫升，加入10单位/克α-淀粉酶，在电炉上加热至97℃～100℃维持30分钟，然后放入灭菌锅中120℃蒸煮20分钟后取出，冷却在100℃添加6～8单位/克α-淀粉酶，边搅拌边加热至液化完毕(工业上采用喷射液化的方式)，再使用布氏漏斗过滤得到液化液(工业上采用板框压滤或带式过滤机)。最后加入少量自来水使液化液总糖在12％。种子液配制在250毫升三角瓶中装50毫升上述液化液(总糖12％)，按比例添加0.2％(NH4)SO4、0.025％MgSO4·7H2O、0.01％KH2PO4溶解均匀，121℃灭菌20分钟，冷却至37℃作为种子培养液。在此三角瓶中接入菌种，接种量为一白金耳，在恒温摇床(中科院武汉科学仪器厂)温度控制在37±1℃；转速控制在220转/分钟，摇瓶培养16小时后接入发酵三角瓶。发酵液配制在500毫升三角瓶中装100毫升液化液(总糖12％)，加入0.2％(NH4)SO4、0.025％MgSO4·7H2O、0.01％KH2PO4溶解均匀，121℃灭菌20分钟，冷却至37℃，接入已经培养好的种子液10毫升，在恒温摇床(中科院武汉科学仪器厂)温度控制在37±1℃；转速控制在220转/分钟，发酵过程中添加灭过菌的CaCO3作为中和剂，发酵50～60小时结束，测定产酸为11％。将此L-乳酸发酵液经过提取、纯化后获得L-乳酸经检测95％。将发酵液的活的菌丝体分离、洗净后，接入新鲜的灭过菌的发酵培养基中，产酸10.7％，周期38小时，如此操作可以连续3次。实施例4采用小麦粉经过去除面筋后的水淀粉为原料，加入少量α-淀粉酶液化如实例1操作，将获得的液化液的总糖调整至12％，添加营养盐如实例1操作，在37℃±1℃发酵50～60小时结束，测定产酸为10.8％。实施例5采用玉米粉12吨，配料加α-淀粉酶10L，105℃～110℃喷射液化后在97℃维持直至液化完全，进入贮罐经过固液分离后得到玉米液化液，泵入种子罐、发酵罐按比例添加无机盐和已经灭菌的重质CaCO3，将37℃预培养16小时的液体种子液接入75m3标准搅拌罐发酵罐，调整总糖12％，通入无菌空气，37℃±1℃发酵45小时，产酸10.3％，对糖转化率85.8％。权利要求1.本专利技术的第一特点是以淀粉质原料(玉米、大米、小麦等)进行粗料发酵，发酵前仅仅通过液化处理而不需要进行糖化、脱色处理；副产含蛋白质较高的滤渣，可以进行综合利用。2.本专利技术的第二特点是发酵温度37±1℃，发酵温度比较高，大大缩短发酵周期，提高设备利用率。3.本专利技术的第三特点是以L-乳酸发酵成熟后分离活的菌丝体，将活的菌丝体添加到已灭菌的新鲜发酵培养基中进行连续发酵可以达到3次，缩短发酵周期，提高设备利用率，提高经济效益。全文摘要本专利技术属于发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术的第一特点是以淀粉质原料（玉米、大米、小麦等）进行粗料发酵，发酵前仅仅通过液化处理而不需要进行糖化、脱色处理；副产含蛋白质较高的滤渣，可以进行综合利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金其荣，金丰秋，
申请(专利权)人：无锡市紫丰技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]