一种乳酸制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种乳酸制备方法及其应用，所述乳酸制备方法包括以下步骤：(1)将产乳酸菌种活化之后接种到种子培养基中培养，得到种子液；(2)将步骤(1)得到的种子液与补充葡萄糖、发酵培养基、微量元素和氨基酸混合发酵，得到所述乳酸。本发明专利技术提供的乳酸制备方法操作步骤简单，乳酸纯度高，副产物2

【技术实现步骤摘要】
一种乳酸制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于有机酸生产
，具体涉及一种乳酸制备方法及其应用，尤其涉及一种纯度高的乳酸制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]乳酸(2
‑
羟基丙酸)，是世界三大有机酸(乙酸、柠檬酸和乳酸)之一，广泛地应用在食品、药品和日化中。近些年来，随着白色污染的愈加严重，人们的环保意识越来越强，作为生物可降解塑料的之一的聚乳酸愈加受到人们的重视。聚乳酸的两步法合成步骤为乳酸、丙交酯、聚乳酸。作为合成聚乳酸的原料，乳酸要满足高光纯和高化学纯度的要求，乳酸的品质较差会影响整个合成过程中的收率和最终聚乳酸的品质。乳酸的生产方法有两种，一种是化学合成法，一种是微生物合成法。由于乳酸分子中含有一个手型碳原子，因此具有旋光性，可以形成L
‑
乳酸和D
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乳酸，一般通过化学合成法得到的乳酸为二者的混合物，乳酸的光纯较低，后分离比较困难，因此目前工业上已经放弃使用化学合成法生产乳酸。目前普遍采用的方法为微生物合成法。
[0003]微生物合成法生产得到的乳酸基本可以满足丙交酯对乳酸光纯大于99％的要求，但是在发酵的过程中，微生物产生乳酸也会产生一些其他的副产物如色素、蛋白、醇类、羧酸等。目前普遍采用的发酵液后分离路线为发酵液加入氢氧化钙或氧化钙进行碱解，使用板框过滤掉菌体以后，加入硫酸进行酸化，再使用板框除去硫酸钙，得到的上清经过脱色、纳滤和离子交换，最后经过浓缩和分子蒸馏得到成品乳酸。一些副产物如蛋白、色素、甲酸、乙酸、乙醇和丁二酸等会在分离的过程中被除掉，而一些副产物如2
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羟基羧酸类化合物由于与乳酸沸点和分子自由程较为接近，无法在上述的分离过程中得到有效的去除。这些产物的残留在乳酸中会影响到下游丙交酯的合成，进一步地影响聚乳酸的品质。
[0004]CN112080452A公开了一种高产苯乳酸地衣芽孢杆菌基因工程菌，所述基因工程菌的构建方法为：通过基因工程与代谢工程技术对地衣芽孢杆菌TCCC11148(2709)或/大肠杆菌Rosetta(DE3)进行改造，包括抑制分支酸向色氨酸途径分支、抑制预苯酸向酪氨酸途径分支、过表达苯乳酸合成酶/氨基转移酶三步分子操作。该专利技术通过改造地衣芽孢杆菌芳香族氨基酸代谢途径，敲除苯乳酸合成前体苯丙氨酸合成途径竞争性酶基因，过表达苯乳酸合成最直接前体酶乳酸脱氢酶基因，大大提升苯乳酸产量，为获取目标产物苯乳酸提供了新的思路。最终，获得的苯乳酸生产菌株经发酵后产量达17.8g/L，在苯乳酸的工业化生产中具有一定潜力。但其需采用基因工程改造菌种，流程复杂。
[0005]由于目前微生物合成法生产得到的乳酸中含有的副产物如2
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羟基羧酸类化合物严重影响乳酸的后续应用。因此，如何提供一种副产物含量低、乳酸纯度高的乳酸制备方法，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种乳酸制备方法及其应用，尤其
提供一种纯度高的乳酸制备方法及其应用。本专利技术提供的乳酸制备方法操作步骤简单，乳酸纯度高，副产物2
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羟基羧酸类化合物含量低。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一方面，本专利技术提供了一种乳酸制备方法，所述乳酸制备方法包括以下步骤：
[0009](1)将产乳酸菌种活化之后接种到种子培养基中培养，得到种子液；
[0010](2)将步骤(1)得到的种子液与补充葡萄糖、发酵培养基、微量元素和氨基酸混合发酵，得到所述乳酸；所述氨基酸包括苏氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、缬氨酸或异亮氨酸中任意一种或至少两种的组合，例如亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的组合、苏氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的组合、酪氨酸和亮氨酸的组合或缬氨酸和异亮氨酸的组合等，但不限于以上所列举的组合，上述组合范围内其他未列举的组合同样适用。
[0011]上述制备方法操作步骤简单，通过在发酵过程中加入特定氨基酸，显著降低了发酵结束之后发酵液中的2
‑
羟基羧酸类化合物的浓度，减少了其对乳酸后续使用的影响，提高了乳酸化学纯度，提高了后分离过程中的效率，降低了生产成本，拥有很高的工业应用价值。
[0012]步骤(2)中所述补充葡萄糖为在发酵过程中为了维持发酵体系中葡萄糖浓度而不断向其中添加的葡萄糖。
[0013]优选地，步骤(1)所述培养的温度为35
‑
40℃，时间为9.5
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12h，其中温度可以是35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃等，时间可以是9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h或12h等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]优选地，步骤(1)所述产乳酸菌种包括大肠杆菌、米根霉菌、凝结芽孢杆菌、乳酸片球菌或鼠李糖乳酸杆菌中任意一种。
[0015]优选地，步骤(1)所述种子培养基包括LB培养基、SOB培养基、SOC培养基或TB培养基中任意一种。
[0016]优选地，步骤(2)所述种子液的质量分数为5
‑
20％。
[0017]优选地，步骤(2)所述发酵培养基包括葡萄糖、Na2HPO4·
12H2O、KH2PO4、NH4Cl和NaCl，所述葡萄糖、Na2HPO4·
12H2O、KH2PO4、NH4Cl和NaCl在发酵体系中的终浓度分别为5
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60g/L、15
‑
16g/L、2.5
‑
3.5g/L、0.8
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1.2g/L和0.4
‑
0.6g/L。
[0018]优选地，步骤(2)所述微量元素包括FeCl3·
6H2O、CoCl2·
6H2O、CuCl2·
2H2O、ZnCl2、Na2MoO4·
2H2O、H3BO3或MnCl2·
4H2O中的任意一种或至少两种的组合，例如FeCl3·
6H2O和CoCl2·
6H2O的组合、CoCl2·
6H2O和CuCl2·
2H2O的组合或ZnCl2和Na2MoO4·
2H2O的组合等，但不限于以上所列举的组合，上述组合范围内其他未列举的组合同样适用。
[0019]优选地，步骤(2)所述微量元素包括FeCl3·
6H2O、CoCl2·
6H2O、CuCl2·
2H2O、ZnCl2、Na2MoO4·
2H2O、H3BO3和MnCl2·
4H2O，所述FeCl3·
6H2O、CoCl2·
6H2O、CuCl2·
2H2O、ZnCl2、Na2MoO4·
2H2O、H3BO3和MnCl2·
4H2O在发酵体系中的终浓度分别为2
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3g/L、0.2
‑
0.4g/L、0.1
‑
0.2g/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乳酸制备方法，其特征在于，所述乳酸制备方法包括以下步骤：(1)将产乳酸菌种活化之后接种到种子培养基中培养，得到种子液；(2)将步骤(1)得到的种子液与补充葡萄糖、发酵培养基、微量元素和氨基酸混合发酵，得到所述乳酸；所述氨基酸包括苏氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、缬氨酸或异亮氨酸中任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的乳酸制备方法，其特征在于，步骤(1)所述培养的温度为35
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40℃，时间为9.5
‑
12h。3.根据权利要求1或2所述的乳酸制备方法，其特征在于，步骤(1)所述种子培养基包括LB培养基、SOB培养基、SOC培养基或TB培养基中任意一种。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的乳酸制备方法，其特征在于，步骤(2)所述种子液的质量分数为5
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20％。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的乳酸制备方法，其特征在于，步骤(2)所述发酵培养基包括葡萄糖、Na2HPO4·
12H2O、KH2PO4、NH4Cl和NaCl，所述葡萄糖、Na2HPO4·
12H2O、KH2PO4、NH4Cl和NaCl在发酵体系中的终浓度分别为5
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60g/L、15
‑
16g/L、2.5
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3.5g/L、0.8
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1.2g/L和0.4
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0.6g/L；优选地，步骤(2)所述微量元素包括FeCl3·
6H2O、CoCl2·
6H2O、CuCl2·
2H2O、ZnCl2、Na2MoO4·
2H2O、H3BO3或MnCl2·
4H2O中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述微量元素包括FeCl3·
6H2O、CoCl2·
6H2O、CuCl2·
2H2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴计划，王竞辉，杨付伟，马光，黄真真，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：