玉米浆及其制备方法和应用以及高光学纯度乳酸的生产方法技术

本发明专利技术涉及玉米深加工及生物工程领域，公开了玉米浆及其制备方法和应用以及高光学纯度乳酸的生产方法。该乳酸的生产方法包括：在包含玉米浆的发酵培养基中，接种第一菌株并发酵，得到该乳酸；该乳酸的光学纯度高于99％；玉米浆的制备方法包括：玉米淀粉湿法加工过程中，向浸泡玉米的物料中接种第二菌株进行浸泡，得到的浸泡液经浓缩处理，得到玉米浆，将乳酸光学纯度在85％以上的玉米浆用于所述乳酸的生产；所述第一菌株和所述第二菌株分别为产高光学纯度乳酸的菌株，两者生产的光学纯度乳酸的种类相同。该方法能够将廉价氮源大规模应用于高光学纯度的乳酸的生产，保证乳酸的光学纯度，极大降低高光学纯度乳酸发酵生产的原料成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
玉米浆及其制备方法和应用以及高光学纯度乳酸的生产方法


[0001]本专利技术涉及玉米深加工及生物工程领域，具体涉及一种玉米浆、一种玉米浆的制备方法、所述玉米浆在生产高光学纯度乳酸中的应用、以及一种高光学纯度乳酸的生产方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸是一种以高光学纯度乳酸为原料聚合得到的生物可降解性生物基材料。目前，工业乳酸的生产方式主要是微生物发酵法，其中以乳酸细菌为菌种的同型发酵的理论糖酸转化率能达到100％，但是乳酸的光学纯度和生产成本一直是限制聚乳酸品质和价格的关键因素。
[0003]为实现乳酸发酵过程的光学纯度提高和生产成本降低的目标，需要对乳酸发酵的工业宿主底盘进行系统性基因工程优化，多条件诱变筛选，改造代谢通路，提高碳源的糖酸转化率和乳酸的光学纯度，进一步增强生产强度，降低生产成本。但是合成生物学操作的难度相对较大，技术门槛较高，相关研究多处于研发小试阶段。
[0004]此外，目前乳酸发酵过程主要使用淀粉作为碳原料，经由液化、糖化得到葡萄糖，并将获得的葡萄糖作为最常用的乳酸发酵碳源。而乳酸发酵过程中使用的氮源可以是多种种类的氮源，但氮源的不同，同样会引起乳酸产品的光学纯度差异。尤其是工业生产中，价格较高的酵母粉和蛋白胨产品因成本问题，基本上不在工业乳酸发酵生产的供应原料范围之内。有效的廉价氮源仅包括玉米浆、豆粕水解液和黄豆饼粉等有机氮源，但是往往因廉价氮源的复杂成分，严重制约了发酵乳酸的产品质量，特别是光学纯度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高光学纯度乳酸的生产方法，该方法能够将廉价氮源大规模应用于高光学纯度乳酸的生产，保证乳酸的光学纯度，极大降低高光学纯乳酸发酵生产的原料成本；本专利技术还提供了一种玉米浆、一种玉米浆的制备方法、所述玉米浆在生产高光学纯度乳酸中的应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种玉米浆的制备方法，所述玉米浆的制备方法包括：在玉米淀粉湿法加工的过程中，向浸泡玉米的物料中接种产高光学纯度乳酸的第二菌株进行浸泡，得到的浸泡液经浓缩处理，得到玉米浆，筛选乳酸的光学纯度在85重量％以上的玉米浆。
[0007]优选地，第二菌株选自所述乳酸发酵菌种为保藏编号为CGMCC No.19507的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.19508的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16834的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16833的乳酸片球菌、保藏编号为CGMCC No.16835的植物乳杆菌和保藏编号为CGMCC No.6382的凝结芽孢杆菌的至少一种。
[0008]本专利技术第二方面提供一种玉米浆，所述玉米浆由如上所述的方法制备得到；
[0009]其中，所述玉米浆中乳酸的光学纯度在85重量％以上。
[0010]本专利技术第三方面提供如上所述的玉米浆在生产高光学纯度乳酸中的应用。
[0011]本专利技术第四方面提供一种高光学纯度乳酸的生产方法，该方法包括：在包含玉米浆的发酵培养基中，接种第一菌株并进行发酵，得到高光学纯度乳酸；
[0012]其中，所述高光学纯度乳酸的光学纯度高于99重量％；
[0013]所述玉米浆的制备方法包括：在玉米淀粉湿法加工的过程中，向浸泡玉米的物料中接种第二菌株进行浸泡，得到的浸泡液经浓缩处理，得到玉米浆，将乳酸光学纯度在85重量％的玉米浆用于高光学纯度乳酸的生产；
[0014]其中，所述第一菌株和所述第二菌株分别为产高光学纯度乳酸的菌株，两者生产的光学纯度乳酸的种类相同。
[0015]本专利技术在玉米淀粉湿法加工的浸泡工段，接入高光学纯乳酸生产菌株，高温强酸条件下，逆流浸泡一个周期，浸泡液经蒸发浓缩即可得到专用玉米浆原料，该原料所含乳酸的旋光性取决于所投入乳酸菌株特性，光学纯度高于99％。通过该工艺的实施，可以将廉价玉米浆原料真正大规模应用于高光学纯乳酸的生产。
[0016]采用本专利技术所述的玉米浆应用于在工业乳酸发酵过程中，结合使用产高光纯度乳酸的菌株，无需对原料进行内消旋或中和预处理，也无需对发酵产物进行内消旋或中和处理，即可得到光学纯度高于99％的乳酸产品，大幅降低高品质乳酸生产的原料成本。
具体实施方式
[0017]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。
[0018]在本专利技术中，高光学纯度乳酸是指乳酸中L
‑
乳酸或D
‑
乳酸占总乳酸重量的99重量％以上的乳酸。L
‑
乳酸或D
‑
乳酸可以通过HPLC法测定，比如可以根据安捷伦1260HPLC测定，具体为MCI
‑
GEL手性柱，2mM的硫酸铜溶液为流动相，流速0.5ml/min，检测波长254nm，柱温20℃，进样量20μl，L
‑
乳酸和D
‑
乳酸的出峰时间分别约为12.5min和10.0min。
[0019]本专利技术一方面提供一种玉米浆的制备方法，所述玉米浆的制备方法包括：在玉米淀粉湿法加工的过程中，向浸泡玉米的物料中接种产高光学纯度乳酸的第二菌株进行浸泡，得到的浸泡液经浓缩处理，得到玉米浆，筛选乳酸的光学纯度在85重量％的玉米浆。
[0020]玉米浆是玉米淀粉湿法生产过程中的副产物。玉米淀粉湿法生产的方式为本领域常规的生产方式，比如可以包括玉米净化、玉米浸泡、玉米破碎、细磨、淀粉筛分、蛋白质分离和干燥，得到玉米淀粉。玉米浸泡的目的在于软化玉米颗粒，打开玉米籽粒包裹淀粉颗粒的蛋白质网，便于后续的淀粉分离，玉米浸泡得到的浸泡液经过浓缩后即为玉米浆。
[0021]在本专利技术中，所述第二菌株可以是任意的能够产生高光学纯度乳酸的菌株，优选地，第二菌株选自所述乳酸发酵菌种为保藏编号为CGMCC No.19507的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.19508的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16834的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16833的乳酸片球菌、保藏编号为CGMCC No.16835的植物乳杆菌和保藏编号为CGMCC No.6382的凝结芽孢杆菌的至少一种；更优选为保藏编号为CGMCC No.19507的鼠李糖乳杆菌。
[0022]优选地，所述第二菌株的接种量使得所述浸泡玉米的物料中的第二菌株的OD
600
值达0.1以上。
[0023]在本专利技术中，所述OD
600
值可以为实测值，或者根据接种的菌株的生物量计算的理论值。
[0024]所述第二菌株可以以固体菌剂或者菌液的形式接种到浸泡玉米的物料中，也可以使用以第二菌株为优势菌株的浸泡液进行接种，也可以将至少一种方式结合。一般来说，在初次生产的时候，可以使用固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光学纯度乳酸的生产方法，其特征在于，该方法包括：在包含玉米浆的发酵培养基中，接种第一菌株并进行发酵，得到高光学纯度乳酸；其中，所述高光学纯度乳酸的光学纯度高于99重量％；所述玉米浆的制备方法包括：在玉米淀粉湿法加工的过程中，向浸泡玉米的物料中接种第二菌株进行浸泡，得到的浸泡液经浓缩处理，得到玉米浆，将乳酸光学纯度在85重量％的玉米浆用于高光学纯度乳酸的生产；其中，所述第一菌株和所述第二菌株分别为产高光学纯度乳酸的菌株，两者生产的光学纯度乳酸的种类相同。2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一菌株选自所述乳酸发酵菌种为保藏编号为CGMCC No.19507的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.19508的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16834的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16833的乳酸片球菌、保藏编号为CGMCC No.16835的植物乳杆菌和保藏编号为CGMCC No.6382的凝结芽孢杆菌的至少一种；和/或第二菌株选自所述乳酸发酵菌种为保藏编号为CGMCC No.19507的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.19508的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16834的鼠李糖乳杆菌、保藏编号为CGMCC No.16833的乳酸片球菌、保藏编号为CGMCC No.16835的植物乳杆菌和保藏编号为CGMCC No.6382的凝结芽孢杆菌的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一菌株的接种量使得所述发酵培养基中的第一菌株的OD
600
值达0.1以上；和/或所述第二菌株的接种量使得所述浸泡玉米的物料中的第二菌株的OD
600
值达0.1以上。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，所述浸泡的方式包括在逆流循环的条件下，将玉米与亚硫酸溶液接触；优选地，所述亚硫酸溶液的浓度为0.1
‑
0.5重量％；优选地，所述接触的温度为47
‑
53℃，pH为4
‑
4.5，浸泡周期为36
‑
48h。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其中，所述浓缩处理的方式包括在60
‑
80℃条件下，对所述浸泡液进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义，周卫强，刘海军，杨硕，贾中文，安泰，徐杨，彭超，李凡，李大勇，佟毅，
申请(专利权)人：中粮营养健康研究院有限公司中粮生化能源榆树有限公司，
类型：发明
国别省市：