[發明專利]高濃度乳酸發酵的生產方法

無效

• 申請號: 01109905.4
• 申請日: 2001-03-22
• 公開（公告）號: CN1376799A
• 公開（公告）日: 2002-10-30
• 發明（設計）人: 楊楓;高卉
• 申請（專利權）人: 楊楓
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56;//;C12R1225;1845)
• 代理公司: 天津市三利有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王義為

乳酸，特別是L-乳酸是一種重要的有機酸，它廣泛應用于食品、醫療、皮革、化工、飼料等領域。近年來世界各國都在尋找消除塑料制品的白色污染而展開了大量研究。發現L-乳酸(DL-乳酸)聚合為聚乳酸，埋在土中100％被微生物分解。采用聚乳酸制成生物可降解塑料來替代廣泛使用的PVC，PP類塑料，聚乳酸進而制成多聚化合物的技術及它的性能已經解決。其關鍵問題是聚乳酸價格太高；合成單體L-乳酸或DL-乳酸的純度較低。解決這兩個問題，主要是改進目前L-乳酸，DL-乳酸的生產方法和提高產率。

目前乳酸主要生產方法有合成和發酵法，合成法需高溫高壓，工藝復雜，并生產的DL乳酸為消旋體需進一步實施光學拆分。因此目前，主要采用發酵法生產L-乳酸和DL-乳酸。

發酵法生產L-乳酸是采用米根霉，其生產工藝過程為：

玉米淀粉→液化→接入米根霉菌發酵→L-乳酸

→酸解→粗L-乳酸→精制L-乳酸

此工藝采用精制淀粉原料且不進行糖化，直接接入米根霉菌，邊糖化邊乳酸發酵，發酵產酸低，發酵周期長，造成生產成本高。

發酵法生產DL-乳酸是采用乳酸細菌，其生產工藝過程為：

玉米、大米、薯干等淀粉質原料→液化后不除渣或除渣→

接入乳酸細菌進行帶渣或低糖濃度(一般不超10％)的乳酸發酵

→DL-乳酸鈣→酸解→粗DL-乳酸→精制DL-乳酸

目前采用的DL-乳酸細菌，不具備耐糖耐高酸等特性，所以普遍采用帶渣的或較低糖濃度(不超過10％)去渣清液發酵。因此造成發酵產酸低。DL-乳酸濃度只為7-8％，乳酸成本高和產品質量低。

本發明為了克服上述乳酸發酵生產中的缺點提供一種能用粗原料(玉米粉、大米粉等)，也能用精料淀粉的高糖濃度的乳酸發酵，并在較短時間內產生高轉化率的高濃度乳酸的新工藝。

本發明是這樣實現的：將玉米粉、大米粉、甘薯粉等經濟原料或淀粉，按1∶1～1.5的比例加水調和，采用耐高溫的L-淀粉酶經噴射、液化、過濾，除去皮渣、蛋白、脂肪等渣子，可用作蛋白飼料。并獲得較高濃度的液化清液，再通過糖化酶糖化并添加一定量的輔料或其他營養成分，接入耐高糖(20％)、耐高酸(2％)、耐高溫(50℃)的乳酸細菌(L.delbrueckii)和米根霉(Rh.oryzae)，進行靜置或通風培養發酵72小時，發酵過程中不斷地添加碳酸鈣控制發酵醪pH不低于3.8，即可得到DL-乳酸含量達24％、DL-乳酸濃度達14％以上、L-乳酸鈣濃達18-20％、L-乳酸濃度達10％以上的不發生固化的濃稠發酵液，進而加堿中和，過濾，再酸解、脫色、除鹽分等精制成產品乳酸，如圖1所示。

本發明采用德氏乳桿菌(L.dlbrueckii，YJS-1，YJS-2，YJS-3)和米根菌L-A1菌株，并以高糖(20％)、高酸(乳酸2％)、高溫(50℃和37℃)平板進行篩選，獲得德氏乳桿菌(Ldelbruckii?YJS-2-1)菌株，其耐糖濃度能力由12％提高到20％，耐乳酸能力由0.8％提高2.0％，耐溫度能力由45℃提高到52℃。選育獲得米根菌L-A6菌株，耐糖能力由15％提高20％，耐酸能力由0.5％提高到1.3％，耐溫度能力由34℃提高到37℃。為高濃度乳酸發酵提供有力的保障。

本發明從高效、簡便、降低生產成本和易工業化實施的角度出發，詳細研究了德氏乳桿(Ldelbruckii?YJS-2-1)菌株發酵，添加的輔料種類和數量，以及發酵中pH和溫度的控制，獲得添加最佳的輔料是麩皮(或麩皮水解液)，其添加量1％-3％。發酵初期溫度為45℃～48℃。中期溫度為50℃，后期溫度為48℃，發酵過程以添加CaCO₃控制發酵時pH不低于3.8。

研究了米根菌(Rh.Oryzae?L-A6菌株)的發酵培養和發酵條件，獲得最佳培養基配方及發酵條件為：以玉米粉液化液為碳源，以玉米粉為氮源，另加適量的無機鹽，于125r/m的往復搖床上，34℃培養20小時后，添加已滅菌的CaCO₃調pH至5.6～6.0后，于37℃下發酵52小時。

圖1??高濃度糖乳酸發酵工藝流程圖