一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺制造技术

本发明专利技术属于乳酸发酵技术领域，具体涉及一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺；该工艺将秸秆依次经过原料制备

【技术实现步骤摘要】
一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺


[0001]本专利技术属于乳酸发酵
，具体涉及一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺
。

技术介绍

[0002]随着国家农村产业结构调整和居民生活条件改善，秸秆产量出现区域性
、
季节性和结构性过剩问题
。
经过多年发展，我国对秸秆利用，取得了不小的进步和亮点，主要为肥料化处理以及制作饲料
。
因此，提高秸秆高附加值资源综合利用效率，有助于改善环境质量，符合绿色经济发展方向
。
[0003]目前发酵行业主要的糖类化合物来自植物淀粉，而淀粉是人类主要的碳水化合物来源，也是人体所需能量的主要来源
。
使用淀粉制备乳酸存在着与人争粮的问题，而秸秆作为农业废弃物，资源庞大且成本低廉
。
秸秆细胞主要是由纤维素
、
半纤维素以及木质素等相互交织形成的复杂结构，其中纤维素和半纤维素是天然的碳水化合物的来源
。
木质素脱除后，从原理上纤维素和半纤维素经过酶解生成单糖，是微生物发酵的天然碳源
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺，该工艺将秸秆依次经过原料制备
、
预处理
、
酶解
、
分离
、
浓缩得到秸秆混合糖，然后将秸秆混合糖作为碳源制备种子培养基和发酵培养基用于发酵产乳酸；
[0006]所述秸秆混合糖的制备包括以下步骤：
[0007]S1、
将植物秸秆洗净后机械性粉碎获得秸秆原料，向秸秆原料中加入碱性溶液然后进行揉搓挤压得到综纤维，对综纤维进行洗涤去除木质素，然后烘干备用；
[0008]S2、
向烘干的综纤维中加入复合酶和柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲液进行酶解反应得到酶解液；所述复合酶的添加量为：
10
‑
25FPU/g
综纤维，酶解液的固含量5‑
20
％；柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲液的浓度为
0.01
‑
0.1mol/L
，
pH
＝
5.0
；
[0009]S3、
对酶解液依次进行灭活
、
过滤以及浓缩处理即可得到秸秆混合糖
。
[0010]优选地，步骤
S1
中秸秆原料的长度为3‑
5cm
，含水量为
30
～
50
％
。
[0011]优选地，步骤
S1
中的碱性溶液为氢氧化钠溶液，用量为秸秆量的2～4％，所述综纤维的
PH
值呈中性
。
[0012]优选地，步骤
S2
中的复合酶包括复合酶包括半纤维酶和纤维素酶，步骤
S2
中酶解温度为
45
‑
55℃
，酶解转速为
120
‑
200rpm
，酶解时间为
36
‑
48h。
[0013]优选地，步骤
S3
中的灭活条件为：灭活温度为
95
‑
100℃
，时间为
10
‑
15min
；步骤
S3
中过滤采用布氏漏斗进行抽滤
。
[0014]优选地，步骤
S3
中浓缩采用旋转蒸发仪，在
60
‑
75℃
，
50
‑
70rpm
条件下对过滤后的酶解液进行减压蒸发浓缩，即可获得所需浓度的秸秆混合糖
。
[0015]优选地，所述秸秆混合糖主要包括葡萄糖
、
阿拉伯糖和木糖
。
[0016]优选地，所述乳酸发酵过程包括：制备种子培养基来培养菌种发酵液，然后将含有凝结芽孢杆菌的菌种发酵液按照1：
10
的接种量，接种于发酵培养基中发酵，即得含有
L
‑
乳酸的发酵液；发酵温度为：
40
‑
50℃
，转速为：
120
‑
200rpm
，发酵时间为：
36
‑
48h。
[0017]优选地，所述种子培养基的成分包括：
50g/L
葡萄糖，
10g/L
酵母浸粉，
0.01g/L
氯化钠，
0.5g/L
乙酸钠，
0.2g/L
柠檬酸铵，
0.2g/L
磷酸二氢钾，
0.2g/L
七水合硫酸镁，
0.05g/L
七水合硫酸锰，
30g/L
碳酸钙
。
[0018]优选地，所述发酵培养基的成分包括：
60
‑
140g/L
秸秆糖，
20g/L
酵母浸粉，
0.03g/L
氯化钠，
1.5g/L
乙酸钠，
0.6g/L
柠檬酸铵，
0.6g/L
磷酸二氢钾，
0.6g/L
七水合硫酸镁，
0.15g/L
七水合硫酸锰，
36
‑
84g/L
碳酸钙
。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]1、
传统制取法化学药剂用量高
、
产生废水多
、
对环境影响大，且纤维得率较低
、
木质素去除不彻底
。
新型揉搓稀碱技术实现了在较低碱量下脱除较高木质素的目的
、
提高秸秆纤维丝化率，去除木质素更彻底，预处理抑制物含量更低
。
增大下一酶解工段过程中酶液与纤维有效接触面积，缩短酶解时间，提高制取糖量和糖液质量，有利于后续菌株发酵，实现秸秆原料高效利用
。
[0021]2、
本专利技术所采用的揉搓稀碱技术相较于传统碱法制糖，大量减少了碱废水排放量，降低了成本，减少了污染
。
并且本专利技术采用可连续操作的生产工艺，实现自动化生产，有效地减轻工人劳动强度，为乳酸工业化生产提供参考
。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0023]图1为一种制备碳源用于产
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用秸秆混合糖作为碳源制备乳酸的工艺，其特征在于，该工艺将秸秆依次经过原料制备
、
预处理
、
酶解
、
分离
、
浓缩得到秸秆混合糖，然后将秸秆混合糖作为碳源制备发酵培养基用于发酵产乳酸；所述秸秆混合糖的制备包括以下步骤：
S1、
将植物秸秆洗净后机械性粉碎获得秸秆原料，向秸秆原料中加入碱性溶液然后进行揉搓挤压得到综纤维，对综纤维进行洗涤去除木质素，然后烘干备用；
S2、
向烘干的综纤维中加入复合酶和柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲液进行酶解反应得到酶解液；所述复合酶的添加量为：
10
‑
25FPU/g
综纤维，酶解液的固含量5‑
20
％；柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲液的浓度为
0.01
‑
0.1mol/L
，
pH
＝
5.0
；
S3、
对酶解液依次进行灭活
、
过滤以及浓缩处理即可得到秸秆混合糖
。2.
根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤
S1
中秸秆原料的长度为3‑
5cm
，含水量为
30
～
50
％
。3.
根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤
S1
中的碱性溶液为氢氧化钠溶液，用量为秸秆量的2～4％，所述综纤维的
PH
值呈中性
。4.
根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤
S2
中的复合酶包括半纤维酶和纤维素酶，步骤
S2
中酶解温度为
45
‑
55℃
，酶解转速为
120
‑
200rpm
，酶解时间为
36
‑
48h。5.
根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤
S3
中的灭活条件为：灭活温度为
95
‑
100℃
，时间为
10
‑
15min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长建，程烙玲，许思远，
申请(专利权)人：普立思生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：