專利名稱：一種利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乳酸及其發(fā)酵工藝，特別是一種利用高濃度糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方 法。
背景技術(shù)：
乳酸是以農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵，提取而制得的一種有機酸，是可降解環(huán) 保材料聚乳酸的單體原材料。被廣泛用于食品、飲料、醫(yī)藥、保健品、化工、可降解塑料等諸 多領(lǐng)域。乳酸的生產(chǎn)主要有“化學(xué)合成法”、“酶法合成”、“發(fā)酵法生產(chǎn)”，其中應(yīng)用最廣泛的 則是發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸。目前在發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸中，很多企業(yè)由于發(fā)酵工藝指標(biāo)不成熟，原料 濃度控制不合理等造成發(fā)酵效率低下，具體表現(xiàn)在
(1)發(fā)酵周期長，大多數(shù)企業(yè)發(fā)酵周期為70小時左右；
(2)產(chǎn)酸及產(chǎn)酸率低，國內(nèi)規(guī)?；a(chǎn)產(chǎn)酸為120g/L以下，世界規(guī)?；樗崞髽I(yè)產(chǎn)酸 可達(dá)到13(Tl50g/L，產(chǎn)酸率一般為1. 5 2g/L h ；
(3)殘總糖和殘還原糖高，殘總糖一般為0.4%以上，殘還原糖一般為0. 2%以上； 因此，我國大多數(shù)乳酸企業(yè)不能規(guī)?；a(chǎn)乳酸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，以使 發(fā)酵料液內(nèi)的還原糖充分利用，降低發(fā)酵周期，提高發(fā)酵效率；使得發(fā)酵結(jié)束后料液中殘總 糖以及殘還原糖低、產(chǎn)酸高。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包 括以下步驟(1)原料準(zhǔn)備按照體積比為糖清液玉米漿溶液酵母膏=100 0. 015 0. 025 0. 004 0. 013加入到發(fā)酵罐中，所述糖清液總含糖量為21(T240g/L、DE值為 92% 100%、DX值為90% 100%，所述玉米漿溶液中干物質(zhì)彡40%、蛋白質(zhì)彡45%、酸度< 14% ； (2)加熱滅菌所述發(fā)酵罐中溫度為115 121°C、壓力為0. 07、. IMpa，加熱滅菌時間為 15 45分鐘； (3)調(diào)節(jié)料液pH 用Ca (OH) 2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5. 4 5. 6 ； (4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到48飛0°C，加入體積為發(fā)酵罐 內(nèi)料液總體積的109^15%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為48飛0°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入 無菌空氣，通氣流量為每噸料液0. 75 4m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0. 4^0. 8Mpa，攪拌，通過 加入Ca (0H)2的飽和溶液維持料液pH為6. (T6. 2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量 為0時，發(fā)酵結(jié)束。上述利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，在步驟(1)中，糖清液玉米漿溶液酵母 膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液總含糖量為230g/L、DE值為96%、DX值為95%。上述利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，在步驟(2)中，所述發(fā)酵罐中溫度為 118°C、壓力為0. 09Mpa，加熱滅菌時間為30分鐘。
上述利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，在步驟(3)中，用Ca (0H)2的飽和溶液調(diào) 節(jié)料液PH為5. 5。上述利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，在步驟(4)中，把步驟(3)中得到料液的 溫度降到49°C，加入體積為發(fā)酵罐內(nèi)料液總體積的13%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為 49°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液2. 5m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力 為0.6Mpa，攪拌，通過加入Ca (OH) 2的飽和溶液維持料液pH為6. 1，檢測料液中的葡萄糖 含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。本發(fā)明的具有以下有益的技術(shù)效果該工藝技術(shù)可用于乳酸的規(guī)?；a(chǎn)，在實 際生產(chǎn)中，發(fā)酵周期為45 47小時，遠(yuǎn)低于以前的乳酸發(fā)酵周期70小時，并且發(fā)酵產(chǎn)酸可達(dá) 到180g/L以上，殘還原糖彡0. 15%，殘總糖彡0. 35% ；具有發(fā)酵效率高、周期短的特點。實施方式 實施例1
本實施例利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟 (1)原料準(zhǔn)備按照 體積比為糖清液玉米漿溶液酵母膏=100 0. 015 0. 004加入到發(fā)酵罐中，所述糖清液總 含糖量為210g/L、DE值為92%、DX值為90%，所述玉米漿溶液中干物質(zhì)為40%、蛋白質(zhì)為 45%、酸度為14% ；(2)加熱滅菌所述發(fā)酵罐中溫度為115°C、壓力為0. 07Mpa，加熱
滅菌時間為15分鐘；(3)調(diào)節(jié)料液pH 用Ca (0H)2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5. 4，
如果不小心把Ca (OH) 2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調(diào)節(jié)料液的 pH ； (4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到48°C，加入體積為 發(fā)酵罐內(nèi)料液總體積的10%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為48°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入 無菌空氣，通氣流量為每噸料液0. 75m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0. 4Mpa，攪拌，通過加入Ca (OH) 2的飽和溶液維持料液pH為6. 0，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵 結(jié)束。本實施例共發(fā)酵42小時，產(chǎn)酸率為4. 08g/L h，產(chǎn)酸171. 36g/L，殘總糖為0. 2%， 殘還原糖為0. 08%。實施例2
本實施例利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟 (1)原料準(zhǔn)備按照 體積比為糖清液玉米漿溶液酵母膏=100 0. 025 0. 013加入到發(fā)酵罐中，所述糖清液總 含糖量為240g/L、DE值為100%、DX值為100%，所述玉米漿溶液中干物質(zhì)為50%、蛋白質(zhì)為 52%、酸度為10% ；(2)加熱滅菌所述發(fā)酵罐中溫度為121°C、壓力為0. IMpa，加熱滅
菌時間為45分鐘；(3)調(diào)節(jié)料液pH 用Ca (0H)2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5. 6，如
果不小心把Ca (0H)2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調(diào)節(jié)料液的pH ； (4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到50°C，加入體積為發(fā)酵罐內(nèi)料 液總體積的15%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為50°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無菌空氣，通 氣流量為每噸料液4m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0. 8Mpa，攪拌，通過加入Ca (0H)2的飽和溶 液維持料液PH為6. 2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。本實施例共發(fā)酵47小時，產(chǎn)酸率為4. 21g/L *h，產(chǎn)酸197. 87g/L，殘總糖為0. 32%， 殘還原糖為0. 09%。實施例3本實施例利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟 (1)原料準(zhǔn)備按照 體積比糖清液玉米漿溶液酵母膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液總含糖量為230g/L、DE 值為96%、DX值為95%。(2)加熱滅菌所述發(fā)酵罐中溫度為118°C、壓力為0.09Mpa，加熱滅菌時間為30分
鐘
(3)調(diào)節(jié)料液pH 用Ca (OH) 2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5. 5，如果不小心把Ca (OH) 2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調(diào)節(jié)料液的pH。(4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到49°C，加入體積為發(fā) 酵罐內(nèi)料液總體積的13%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為49°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無 菌空氣，通氣流量為每噸料液2. 5m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0. 6Mpa,攪拌，通過加入Ca(OH) 2的飽和溶液維持料液PH為6. 1，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。本實施例共發(fā)酵46小時，產(chǎn)酸率為4. llg/L h，產(chǎn)酸189g/L，殘總糖為0. 34%，殘 還原糖為0. 07%。
權(quán)利要求
一種利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)原料準(zhǔn)備按照體積比為糖清液玉米漿溶液酵母膏=1000.015~0.0250.004~0.013加入到發(fā)酵罐中，所述糖清液總含糖量為210~240g/L、DE值為92%~100%、DX值為90%~100%，所述玉米漿溶液中干物質(zhì)≥40%、蛋白質(zhì)≥45%、酸度≤14%； (2)加熱滅菌所述發(fā)酵罐中溫度為115~121℃、壓力為0.07~0.1Mpa，加熱滅菌時間為15~45分鐘； (3)調(diào)節(jié)料液pH用Ca(OH)2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5.4~5.6； (4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到48~50℃，加入體積為發(fā)酵罐內(nèi)料液總體積的10%~15%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為48~50℃，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75~4m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0.4~0.8Mpa，攪拌，通過加入Ca(OH)2的飽和溶液維持料液pH為6.0~6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于，在步驟(1) 中，糖清液玉米漿溶液酵母膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液總含糖量為230g/L、DE值 為 96%、DX 值為 95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于，在步驟(2) 中，所述發(fā)酵罐中溫度為118°C、壓力為0. 09Mpa，加熱滅菌時間為30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于，在步驟(3) 中，用Ca (OH) 2的飽和溶液調(diào)節(jié)料液pH為5. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于，在步驟(4) 中，把步驟(3)中得到料液的溫度降到49°C，加入體積為發(fā)酵罐內(nèi)料液總體積的13%的乳 酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為49°C，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液 2. 5m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0. 6Mpa，攪拌，通過加入Ca (OH)2的飽和溶液維持料液pH為 6. 1，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用糖清液發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟(1)原料準(zhǔn)備按照體積比為糖清液∶玉米漿溶液∶酵母膏=100∶0.015~0.025∶0.004~0.013加入到發(fā)酵罐中；(2)加熱滅菌；(3)調(diào)節(jié)料液pH為5.4~5.6；(4)加入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵把步驟(3)中得到料液的溫度降到48~50℃，加入體積為發(fā)酵罐內(nèi)料液總體積的10%~15%的乳酸菌，保持發(fā)酵罐內(nèi)溫度為48~50℃，并向發(fā)酵罐內(nèi)持續(xù)通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75~4m3/h，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓力為0.4~0.8MPa，攪拌，通過加入Ca(OH)2的飽和溶液維持料液pH為6.0~6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發(fā)酵結(jié)束。本發(fā)明的方法降低發(fā)酵周期，提高發(fā)酵效率；并且發(fā)酵結(jié)束后料液中殘總糖以及殘還原糖低、產(chǎn)酸高。
文檔編號C12R1/225GK101851644SQ20101020730
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者姜建友, 崔耀軍, 張云飛, 張興龍, 朱守林, 楊峰, 梁麗, 王新, 胡中華, 郭廷, 馬凱歌 申請人:河南金丹乳酸科技有限公司