[發(fā)明專利]一種由無患子種殼制備乳酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110380874.0
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102851331A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 蔣建新;卜令習;陳清英;馮月;唐勇;朱莉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學;福建三青生態(tài)農(nóng)林發(fā)展有限公司
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種乳酸的制備方法，具體地，涉及一種由無患子種殼制備乳酸的方法，屬于生物質(zhì)化學化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無患子(Sapindus?Mukorossi?Gaertn)，屬無患子科屬(Sapindaceae)，原產(chǎn)于長江流域以南各地以及中南半島，印度和日本。無患子樹可用于綠化，果核可用于制作天然工藝品，其根、莖、果皆可入藥，功能主治：清熱、祛痰、消積、殺蟲等，對于喉痹，腫痛、咳喘、食滯、白帶、疳積、瘡癬、腫毒、乙型肝炎等有較好的效果。無患子盛果期平均每株產(chǎn)果實20kg，其假種皮富含皂苷，主要為萜類皂苷和倍半貼糖苷。這些表面活性物質(zhì)具有很強的降低表面張力的作用，具有較強去污及洗滌能力，對人體溫和，無刺激，而且具有易降解，無污染等優(yōu)點。目前人們主要是利用無患子的假種皮，而剝離假種皮后余下種子(占果實干重的40.57％)尚未得到較好的利用。其中種仁中含有脂肪、蛋白質(zhì)等都具有較高的商業(yè)應用題前景。而在種仁外包裹著一層硬殼(即種殼)，占種子比例的70％左右，是無患子種子的重要的組成部分。種殼主要由纖維素、木質(zhì)素和半纖維素三大部分組成。若要實現(xiàn)無患子果實的綜合利用，當然有必要對其種殼進行合理利用。

乳酸是一種天然存在的有機酸，廣泛存在于人體、動物、植物和微生物中。乳酸通常是乳酸(C₃H₆O₃)和乳酰乳酸(C₆H₁₀O₅)的混合物，為無色透明或淺黃色糖漿狀的粘性液，幾乎無臭或微帶有脂肪酸臭，味酸。乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要有化學合成法、酶法和微生物發(fā)酵法，我國多采用發(fā)酵法。微生物發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸，可通過菌種選育和培養(yǎng)條件的選擇而得到具有專一性的L-乳酸、D-乳酸或DL-乳酸，完全可以滿足聚乳酸的生產(chǎn)需求。乳酸有很強的防腐保鮮功效，其獨特的酸味可增加食物的美味，在化妝品工業(yè)也被廣泛用作許多護膚品的滋潤。此外，乳酸在醫(yī)藥工業(yè)、生物降解材料、卷煙行業(yè)、紡織行業(yè)、涂料墨水工業(yè)、制革工業(yè)、微電子工業(yè)和農(nóng)業(yè)中都有應用。傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵所用的主要原料是淀粉類物質(zhì)，成本較高，而且大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)會消耗大量糧食。如果能采用價廉易得的纖維原料來生產(chǎn)，不僅能大大拓展其生產(chǎn)原料的來源、降低原料成本，而且對解決糧食危機和減少環(huán)境污染有積極意義。

以纖維為原料進行生物轉(zhuǎn)化制備乳酸有很好的應用前景，但其工業(yè)化需要解決的問題主要包括：(1)廉價纖維原料的穩(wěn)定來源；(2)纖維素原料高效、低成本預處理技術(shù)；(3)纖維原料組分的合理利用；(4)由于一般纖維質(zhì)原料比容大，水解液糖濃度低，發(fā)酵液中產(chǎn)品乳酸濃度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述存在的問題，選用資源豐富、容重大的無患子種殼，包括堿醇預處理分離出木素和半纖維素的步驟，以充分利用無患子種殼資源和提高制備乳酸的生產(chǎn)效率。

一種由無患子種殼制備乳酸的方法，包括：將無患子種殼在堿醇溶液中處理后過濾，洗滌無患子種殼殘渣，然后進行同步糖化發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸。

其中，對無患子種殼在堿醇溶液中處理之前先進行粉碎。無患子種殼粉碎成20-60目，優(yōu)選40目。

其中，無患子種殼在堿醇溶液中處理，無患子種殼和堿醇溶液的料液比為1∶(20-30)，優(yōu)選1∶20(w/v)。堿醇溶液的組成為20％?1M?NaOH或KOH溶液，80％乙醇或甲醇。處理時間為2-5小時，優(yōu)選3小時。處理溫度為70-100℃，優(yōu)選80℃。

無患子種殼在堿醇溶液中處理，是將無患子種殼進行堿醇預處理，可以分離出木素和半纖維素，對后續(xù)同步糖化發(fā)酵轉(zhuǎn)化乳酸有很大幫助。

堿醇預處理后的無患子種殼過濾殘渣是用熱水洗滌至中性(pH值7.0)，然后進行同步糖化發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸。

其中，同步糖化發(fā)酵過程中，1升發(fā)酵體系中，堿醇處理并過濾后的無患子種殼殘渣加入量為100-180g，優(yōu)選120-150g。纖維素酶加入量為15FPU/g纖維素。乳酸菌株加入量為2-6g，優(yōu)選2-4g(干物質(zhì)計)。進行同步糖化發(fā)酵96-120h。反應溫度40-50℃，優(yōu)選45-48℃。pH值4.8。發(fā)酵培養(yǎng)基成分為KH₂PO₄?0.5g/l，MgSO₄·7H₂O?0.5g/l，NaCl0.1g/l，牛肉膏5g/l和固體CaCO₃?20g/l。