一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法。通过转基因技术在米根霉宿主细胞中植入异源质粒基因，从而得到乳酸。在反应过程中，当pH值下降至5.5

【技术实现步骤摘要】
一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法


[0001]本专利技术涉及乳酸制备
，具体为一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法。

技术介绍

[0002]乳酸是一种多用途的精细化学品，乳酸、乳酸盐及其衍生物，广泛地应用于食品、医药和化工等领域，随着聚乳酸(PLA)塑料制品的出现，乳酸的市场潜力进一步增强。
[0003]中国专利CN200910000532.4公开了利用米根霉发酵马铃薯淀粉制备乳酸的方法，通过适宜的发酵条件进行固定化发酵生产乳酸，但是该专利技术生产出的乳酸的浓度较低，并且乳酸中含有很多的其它物质，降低了乳酸的使用效果，并且制备工序较为复杂，乳酸的生产效率较低，在工业生产上存在许多弊端。而且传统制备乳酸的方法多为利用乳酸菌或者马铃薯等植物发酵，占地多，浪费了人力、物力等资源，不具备绿色环保的特点。
[0004]为了解决上述提出的问题，本专利技术提出了一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，该方法利用厨余垃圾作为碳源制备乳酸，降低了人力、土地资源的浪费，变废为宝，提高了生产效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述高浓度、高效率的目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0008]1)乳酸的生产：将厨余垃圾倒入到生物反应釜中，将转基因的米根霉宿主细胞培养液倒入生物反应釜中，利用厨余垃圾作为碳源生产L
‑
酸；
[0009]2)控制生物反应釜温度保持在29
‑
35℃，空床流速保持在0.7
‑
1cm/s；在发酵过程中，当pH值下降至5.5
‑
6，在生物反应釜中添加中和剂，以稳定反应环境pH值，同时中和剂与产生的乳酸生成乳酸铵，停止反应，收集含有乳酸铵的反应液体，离心，过滤，得到上清液；
[0010]3)加热处理：将上清液重新加入到化学反应器中，加热到75
‑
80℃时收集氨气；
[0011]4)酯化水解：加入正丁醇，酯化，水解，得到L
‑
乳酸。
[0012]较为优化地，步骤2)中，离心时长为15
‑
25min，离心力为10000
‑
12000xg。
[0013]较为优化地，步骤2)中，中和剂为(NH2)2CO
‑
(NH4)HCO3‑
NH3·
H2O。
[0014]较为优化地，步骤4)中，酯化温度为100
‑
130℃，压力为250
‑
275mmHg，时间为20
‑
115min。
[0015]较为优化地，步骤1)中，转基因的米根霉宿主细胞培养液的制备方法为：包括以下步骤：
[0016]步骤一：将米根霉投入培养器皿中，并放入培养基液，让米根霉进行培育，发育温度为32
‑
37℃，发育15
‑
20h；
[0017]步骤二：通过标准农杆菌转导转入ldhA
‑
AmpRes，混合均匀，再次发育，发育温度为32
‑
35℃，发育15
‑
20h，得到转基因的米根霉宿主细胞培养液。
[0018]较为优化地，步骤一中，培养基液由以下成分组成：葡萄糖、硫酸铵、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、碳酸钙、蛋白胨、尿素、酵母提取物、氯化铁。
[0019]较为优化地，步骤一中，厨余垃圾和转基因的米根霉宿主细胞培养液的质量比为1000
‑
1100：1。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，具备以下有益效果：
[0021](1)本专利技术利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，通过培育米根霉宿主细胞生产出有机酸，再经过农杆菌转导将米根霉宿主细胞中植入异源质粒基因ldhA
‑
AmpRes，从而得到乳酸。在生产加工过程中，通过控制温度保持在29
‑
35℃，空床流速保持在0.7
‑
1cm/s，使得乳酸的生产值达到最优。然后通过加入中和剂稳定反应体系中的pH值，与产生的乳酸反应生成乳酸铵，最后经过酯化和水解，得到浓度高的乳酸。其中，控制酯化反应的温度为100
‑
130℃，酯化反应的压力为250
‑
275mmHg，酯化反应的时间为20
‑
115min。本专利技术提供的制备方法，与传统技术中增加孢子优化、结晶、酸解、脱色、离子交换和浓缩的过程，一定程度上减少了工序流程，提高了制备乳酸的生产效率，通过添加中和剂、离心过滤、加热处理、酯化反应和水解等步骤，生产出浓度为百分之八十五的乳酸，极大程度提高了生产出乳酸的浓度和质量。
[0022](2)本专利技术通过农杆菌属介导转化转基因技术能够实现胞内过度表达，通过设置生物反应釜，可以确保隔离环境中的工艺参数，如pH、氧饱和度和温度达到最优条件，以恒定可靠的最优发酵条件使米根霉培育速率达到最优以达到产能最大化，因为每一个特定的宿主菌株都有其特定的最优发酵条件，一旦参数被设置适当后，生物反应釜在未来的发酵过程中只需要简单的维护和监察即可，使用便捷。整个发酵过程可以恒定的持续进行，所有的基本条件都满足并不变的情况下，该发酵不需要停止，这种系统将大大提高并控制目标生产线的生产效率，解决了传统生产方式生产乳酸浓度较低、效率慢的问题。
[0023](3)由于培养基中乳酸的含量增高，会导致pH值降低。因此，本专利技术在反应釜中加入中和剂(NH2)2CO
‑
(NH4)HCO3‑
NH3·
H2O提高反应体系中的pH值以维持真菌生长的最佳pH值。同时，中和剂中的氨能与乳酸反应形成乳酸铵，为之后的乳酸提纯工序提供了便利。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，包括以下步骤：
[0027]1)米根霉的培养：将米根霉投入培养器皿中，并放入培养基液，让米根霉进行培育，发育温度为32℃；培养基液由以下成分组成：葡萄糖、硫酸铵、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、碳酸钙、蛋白胨、尿素、酵母提取物、氯化铁。
[0028]2)转基因：通过标准农杆菌转导转入ldhA
‑
AmpRes，混合均匀，再次发育，发育温度为32℃，发育17h，得到转基因的米根霉宿主细胞培养液；
[0029]3)乳酸的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)乳酸的生产：将厨余垃圾倒入到生物反应釜中，将转基因的米根霉宿主细胞培养液倒入生物反应釜中；2)控制生物反应釜温度保持在29
‑
35℃，空床流速保持在0.7
‑
1cm/s；在发酵过程中，当pH值下降至5.5
‑
6，在生物反应釜中添加中和剂，反应，生成乳酸铵，停止反应，收集含有乳酸铵的反应液，离心，过滤，得到上清液；3)加热处理：将上清液重新加入到化学反应器中，加热到75
‑
80℃时收集氨气；4)酯化水解：加入正丁醇，酯化，水解，得到L
‑
乳酸。2.根据权利要求1所述的一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，其特征在于：步骤2)中，离心时长为15
‑
25min，离心力为10000
‑
12000xg。3.根据权利要求1所述的一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，其特征在于：步骤2)中，中和剂为(NH2)2CO
‑
(NH4)HCO3‑
NH3·
H2O。4.根据权利要求1所述的一种利用米根霉发酵厨余垃圾制备乳酸的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：苏州星寰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：