[發明專利]一種以水葫蘆為原料制備乳酸的方法

有效

• 申請號: 202011641202.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112646843B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 穆曉玲;常樂;趙亞飛;王舒;孟瑤;曹曙光
• 申請（專利權）人: 安徽豐原發酵技術工程研究有限公司
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56;C12R1/01
• 代理公司: 北京睿陽聯合知識產權代理有限公司 11758
• 代理人: 王瑩;楊金賢

本發明公開了一種以水葫蘆為原料制備乳酸的方法，所述方法包括如下步驟：將水葫蘆粉碎、離心，固形物用堿溶液處理，加入蛋白酶進行水解，滅菌，加入纖維素酶進行糖化，加入乳酸菌進行發酵，得到乳酸。本發明的方法利用外來入侵物種水葫蘆作為原料，將其通過微生物的處理生成乳酸，不但合理利用了這一豐厚的資源，減少了由水葫蘆導致的危害，而且對生產過程中產生的廢水進一步合理利用，節約水資源，起到變廢為寶、保護生態環境、節約資源的作用，同時又為生產乳酸提供了新的原料。本發明在乳酸的生產領域具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于生物發酵技術領域，具體涉及一種以水葫蘆為原料制備乳酸的方法。

背景技術

水葫蘆的中文學名為鳳眼蓮，拉丁學名為Eichhornia crassipes(Mart.)Solms，英文名：water hyacinth。水葫蘆原產于南美，能在5～39℃的環境下生長，生長繁殖速度極快，能在5日植株數目翻一倍。我國于上世紀30年代引入水葫蘆，主要用于處理水體污染，也曾用作飼料、肥料和燃料。近年來，由于水體富營養化嚴重，水葫蘆在我國華南、華東、華中和華北地區生長泛濫，被視為一種污染環境的有害生物，造成了嚴重的環境和社會問題，包括阻斷航道，影響航運和排泄；限制水體流動，破壞水生生態環境；破壞飲水資源；加大水的蒸發量，造成水源流失等。水葫蘆中含有豐富的纖維素，且木質素含量較低，具有生物質能源化的可能性。目前水葫蘆的處理方法，多數為粉碎壓榨法，壓榨后的殘渣作為有機肥使用，未經處理的汁液直接排放后易造成水體富營養化，導致二次污染。

乳酸又名α-羥基丙酸，是公認的三大有機酸之一，廣泛應用于食品、醫藥、工業、農業、日化等多個領域和行業。目前，乳酸的生產方法主要有化學合成法、酶法合成、發酵法。現有技術中，工業生產乳酸方法主要是發酵法，多數以玉米、葡萄糖等作為主要原料，并添加有機氮、無機鹽等輔料。目前的乳酸周期長，產酸及轉化率較低。高光學純L-乳酸可以作為聚乳酸生產原料。聚乳酸作為一種新型可降解材料可用作包裝材料、纖維和非織造物等，用途廣泛。

目前還沒有利用水葫蘆這種纖維植物通過微生物作用制備乳酸的技術。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種以水葫蘆為原料生產乳酸的方法，并對在原料處理時產生的廢水、廢棄堿液、固型物進行二次利用，節約資源，減少污染。

本發明提供一種以水葫蘆為原料制備乳酸的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將水葫蘆粉碎、離心，得到固形物A和清液A；

(2)固形物A用堿溶液處理，然后離心，得到固形物B和清液B；

(3)將固形物B與清液A混合，調節pH，加入蛋白酶進行水解；

(4)加熱滅菌；

(5)降溫，調節pH，加入纖維素酶進行糖化；

(6)加入乳酸菌進行發酵，加入Ca(OH)₂溶液維持pH，至Ca(OH)₂溶液不再消耗時，發酵結束，得到乳酸。

作為本發明的一種實施方案，步驟(1)中，采用新鮮水葫蘆，優選地，所述新鮮水葫蘆為夏季干旱時生長的水葫蘆。將水葫蘆洗凈，粉碎至粘稠狀物。

作為本發明的一種實施方案，步驟(2)中，所述固形物A與所述堿溶液的固液比為1:18～22；優選為1:20。

作為本發明的一種實施方案，步驟(2)中，所述堿溶液的濃度為0.5％～0.9％，優選為0.7％。

作為本發明的一種實施方案，步驟(2)中，所述堿溶液為NaOH溶液。

作為本發明的一種實施方案，步驟(2)中，所述堿溶液處理的溫度為110～130℃，優選為120℃。