发酵制备D-乳酸的方法技术

本发明专利技术涉及微生物发酵领域，具体公开了一种发酵制备D‑乳酸的方法，该方法包括：将保藏编号为CGMCC No.16835的植物乳杆菌（

【技术实现步骤摘要】
发酵制备D-乳酸的方法
本专利技术涉及微生物发酵领域，具体公开了一种发酵制备D-乳酸的方法。
技术介绍
D-乳酸是一种在食品行业、医药、农业、材料等领域有广泛的应用的重要有机酸。其作为一种绿色化学品，可以合成聚乳酸、乳酸乙酯等无毒可降解材料，可用来制造生物可降解塑料、绿色包装材料和药用修复材料等，以解决日益严重的“白色污染”问题，应用前景非常广阔，具有较好的社会效益和经济效益。D-乳酸的工业化生产主要有化学合成法、酶法和微生物发酵法。我国多采用生物发酵法，以玉米、小麦等淀粉为原料，经过淀粉酶和糖化酶将淀粉糖化，再利用微生物发酵将糖转化为D-乳酸。我国多以根霉属微生物来进行D-乳酸发酵，其中的代表菌种是米根霉，该菌种具有生长迅速、分泌有机酸及蛋白质能力强等优势，但是在发酵过程中，米根霉的生长形态难以控制。正常的米根霉生长形态包括丝状、絮状及球状。其中球状被认为是合成有机酸的首选形态，但在大规模液体深层发酵中，其形态受营养物质、pH、温度、搅拌等因素影响很大，使得发酵生产不稳定，产物纯度降低，粮耗增大。另外，米根霉发酵属于高耗氧型发酵，通气需求量大，设备及能耗成本较高。因此亟待寻求一种低成本、低能耗的乳酸发酵方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的D-乳酸发酵生产过程中设备、能耗以及粮耗高的问题，提供一种发酵制备D-乳酸的方法。该方法即能稳定的发酵生产高光学纯度的D-乳酸，又能降低粮耗，简化原料预处理工作量，节约成本，提高市场竞争力。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种发酵制备D-乳酸的方法，该方法包括：将植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）接种到发酵培养基中进行乳酸发酵，其中，所述发酵培养基中至少部分碳源由糖化液提供；其中，所述植物乳杆菌的保藏编号为CGMCCNo.16835；所述方法还包括按照如下方法制备糖化液的步骤：（1）将含淀粉质原料的浆液与淀粉酶混合进行喷射液化，然后闪蒸、降温并保温，得到液化液；（2）将液化液与糖化酶混合进行糖化，得到糖化液；所述糖化液的用量使得发酵培养基中碳元素的含量为60-80g/L；所述乳酸发酵的条件包括：温度为37-45℃，pH值为5.3-6.5，时间为40-60h，搅拌转速为50-150rpm，相对于所述乳酸发酵体系，所述植物乳杆菌的接种量使得接种后乳酸发酵体系内所述植物乳杆菌的OD600=0.3-1。本专利技术第二方面提供的了一种发酵制备D-乳酸的方法，该方法包括：将植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）接种到发酵培养基中进行乳酸发酵，其中，所述发酵培养基中至少部分碳源由糖化液提供；其中，所述植物乳杆菌的保藏编号为CGMCCNo.16835；所述方法还包括按照如下方法制备糖化液的步骤：（1）将含淀粉质原料的浆液与淀粉酶混合进行喷射液化，然后闪蒸、降温并保温，得到液化液；（2）将液化液与糖化酶混合进行糖化，得到糖化液；其中，含淀粉质原料的浆液中的干物含量为30-50重量%，pH值为5.5-6.5。通过上述技术方案，利用淀粉糖化液作为碳源进行乳酸发酵生产，相比于采用葡萄糖进行乳酸发酵生产的方法，原料成本大幅降低，而采用高浓度的淀粉质原料的浆液进行糖化液制备，能够大幅简化原料预处理的工作量，一次液化可分多批次发酵，进一步降低了生产成本。采用本专利技术提供的方法进行乳酸发酵生产，可以实现淀粉糖化液利用率高、糖酸转化率高、生产周期短且原料和生产成本低廉的D-乳酸发酵生产，有利于工业化生产推广。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。淀粉糖：是指利用淀粉质原料（粮食、薯类），经过酸法、酸酶法或酶法制取的糖。包括麦芽糖、葡萄糖和果葡糖浆等，统称淀粉糖。干物含量：将测试样品在规定的温度和时间内进行干燥，当干燥至恒重时，干燥后的物质质量占干燥前的样品质量的百分数。本专利技术提供一种发酵制备D-乳酸的方法，其特征在于，该方法包括：将植物乳杆菌接种到发酵培养基中进行乳酸发酵，其中，所述发酵培养基中至少部分碳源由糖化液提供；其中，所述植物乳杆菌的保藏编号为CGMCCNo.16835；所述方法还包括按照如下方法制备糖化液的步骤：（1）将含淀粉质原料的浆液与淀粉酶混合进行喷射液化，然后闪蒸、降温并保温，得到液化液；（2）将液化液与糖化酶混合进行糖化，得到糖化液；所述糖化液的用量使得发酵培养基中碳元素的含量为60-80g/L；所述乳酸发酵的条件包括：温度为37-45℃，pH值为5.3-6.5，时间为40-60h，搅拌转速为50-150rpm，相对于所述乳酸发酵体系，所述植物乳杆菌的接种量使得接种后乳酸发酵体系内所述植物乳杆菌的OD600=0.3-1。本专利技术的专利技术人在研究的过程中发现，保藏编号为CGMCCNo.16835的植物乳杆菌在发酵的过程中具有耐抗逆性强，可以耐受较大范围pH和/或温度波动，发酵条件较为宽松。且其对于原料淀粉糖的利用和转化率高，生产周期短，利于工业化生产推广，特别适用于本专利技术提供的方法。因此，根据本专利技术的优选实施方式，其中，所述植物乳杆菌为保藏编号为CGMCCNo.16835的植物乳杆菌菌株，该菌株已公开于CN109504630A。根据本专利技术的优选实施方式，其中，所述糖化液的DE值为95-99%。根据本专利技术的优选实施方式，为了达到以最低廉的原料成本发酵生产D-乳酸的目的，其中，所述方法还包括按照如下方法制备糖化液的步骤：（1）将含淀粉质原料的浆液与淀粉酶混合进行喷射液化，然后闪蒸、降温并保温，得到液化液；（2）将液化液与糖化酶混合进行糖化。根据本专利技术的优选实施方式，其中，所述含淀粉质原料的浆液中的干物含量为30-50重量%，pH值为5.5-6.5。优选地，所述淀粉质原料可以包括谷物原料和/或薯类原料。更优选地，所述淀粉质原料选自稻谷、玉米、小麦、大麦和高粱中的至少一种。根据本专利技术的优选实施方式，其中，相对于每千克以干物计的淀粉质原料，所述淀粉酶的用量可以为100-220U。更优选地，所述淀粉酶的用量为140-180U。根据本专利技术的优选实施方式，其中，所述淀粉酶可以为本领域任意常用淀粉酶，只要能够达到将淀粉质原料中的淀粉水解的目的即可。优选地，所述淀粉酶可以包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和异淀粉酶中的至少一种。更优选地，其中，为了达到更好的淀粉水解效果，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵制备D-乳酸的方法，其特征在于，该方法包括：将植物乳杆菌（

【技术特征摘要】
1.一种发酵制备D-乳酸的方法，其特征在于，该方法包括：将植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）接种到发酵培养基中进行乳酸发酵，其中，所述发酵培养基中至少部分碳源由糖化液提供；
其中，所述植物乳杆菌的保藏编号为CGMCCNo.16835；
所述方法还包括按照如下方法制备糖化液的步骤：
（1）将含淀粉质原料的浆液与淀粉酶混合进行喷射液化，然后闪蒸、降温并保温，得到液化液；
（2）将液化液与糖化酶混合进行糖化，得到糖化液；
所述糖化液的用量使得发酵培养基中碳元素的含量为60-80g/L；
所述乳酸发酵的条件包括：温度为37-45℃，pH值为5.3-6.5，时间为40-60h，搅拌转速为50-150rpm，相对于所述乳酸发酵体系，所述植物乳杆菌的接种量使得接种后乳酸发酵体系内所述植物乳杆菌的OD600=0.3-1。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述糖化液的DE值为95-99%。
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【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，李义，朱威宇，周卫强，陈博，陶进，杨凯，
申请(专利权)人：中粮营养健康研究院有限公司，吉林中粮生化有限公司，中粮生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11