专利名称：一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法
技术领域：
本发明涉及乳酸及其发酵工艺，特别是一种利用高浓度糖清液发酵生产乳酸的方 法。
背景技术：
乳酸是以农副产品为原料，经微生物发酵，提取而制得的一种有机酸，是可降解环 保材料聚乳酸的单体原材料。被广泛用于食品、饮料、医药、保健品、化工、可降解塑料等诸 多领域。乳酸的生产主要有“化学合成法”、“酶法合成”、“发酵法生产”，其中应用最广泛的 则是发酵法生产乳酸。目前在发酵法生产乳酸中，很多企业由于发酵工艺指标不成熟，原料 浓度控制不合理等造成发酵效率低下，具体表现在
(1)发酵周期长，大多数企业发酵周期为70小时左右；
(2)产酸及产酸率低，国内规模化生产产酸为120g/L以下，世界规模化乳酸企业产酸 可达到13(Tl50g/L，产酸率一般为1. 5 2g/L h ；
(3)残总糖和残还原糖高，残总糖一般为0.4%以上，残还原糖一般为0. 2%以上； 因此，我国大多数乳酸企业不能规模化生产乳酸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法，以使 发酵料液内的还原糖充分利用，降低发酵周期，提高发酵效率；使得发酵结束后料液中残总 糖以及残还原糖低、产酸高。本发明是通过如下技术方案实现的一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法，包 括以下步骤(1)原料准备按照体积比为糖清液玉米浆溶液酵母膏=100 0. 015 0. 025 0. 004 0. 013加入到发酵罐中，所述糖清液总含糖量为21(T240g/L、DE值为 92% 100%、DX值为90% 100%，所述玉米浆溶液中干物质彡40%、蛋白质彡45%、酸度< 14% ； (2)加热灭菌所述发酵罐中温度为115 121°C、压力为0. 07、. IMpa，加热灭菌时间为 15 45分钟； (3)调节料液pH 用Ca (OH) 2的饱和溶液调节料液pH为5. 4 5. 6 ； (4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到48飞0°C，加入体积为发酵罐 内料液总体积的109^15%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为48飞0°C，并向发酵罐内持续通入 无菌空气，通气流量为每吨料液0. 75 4m3/h，维持发酵罐内压力为0. 4^0. 8Mpa，搅拌，通过 加入Ca (0H)2的饱和溶液维持料液pH为6. (T6. 2，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量 为0时，发酵结束。上述利用糖清液发酵生产乳酸的方法，在步骤(1)中，糖清液玉米浆溶液酵母 膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液总含糖量为230g/L、DE值为96%、DX值为95%。上述利用糖清液发酵生产乳酸的方法，在步骤(2)中，所述发酵罐中温度为 118°C、压力为0. 09Mpa，加热灭菌时间为30分钟。
上述利用糖清液发酵生产乳酸的方法，在步骤(3)中，用Ca (0H)2的饱和溶液调 节料液PH为5. 5。上述利用糖清液发酵生产乳酸的方法，在步骤(4)中，把步骤(3)中得到料液的 温度降到49°C，加入体积为发酵罐内料液总体积的13%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为 49°C，并向发酵罐内持续通入无菌空气，通气流量为每吨料液2. 5m3/h，维持发酵罐内压力 为0.6Mpa，搅拌，通过加入Ca (OH) 2的饱和溶液维持料液pH为6. 1，检测料液中的葡萄糖 含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。本发明的具有以下有益的技术效果该工艺技术可用于乳酸的规模化生产，在实 际生产中，发酵周期为45 47小时，远低于以前的乳酸发酵周期70小时，并且发酵产酸可达 到180g/L以上，残还原糖彡0. 15%，残总糖彡0. 35% ；具有发酵效率高、周期短的特点。实施方式 实施例1
本实施例利用糖清液发酵生产乳酸的方法，包括以下步骤 (1)原料准备按照 体积比为糖清液玉米浆溶液酵母膏=100 0. 015 0. 004加入到发酵罐中，所述糖清液总 含糖量为210g/L、DE值为92%、DX值为90%，所述玉米浆溶液中干物质为40%、蛋白质为 45%、酸度为14% ；(2)加热灭菌所述发酵罐中温度为115°C、压力为0. 07Mpa，加热
灭菌时间为15分钟；(3)调节料液pH 用Ca (0H)2的饱和溶液调节料液pH为5. 4，
如果不小心把Ca (OH) 2的饱和溶液加入太多，则用80%乳酸或者35%盐酸的调节料液的 pH ； (4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到48°C，加入体积为 发酵罐内料液总体积的10%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为48°C，并向发酵罐内持续通入 无菌空气，通气流量为每吨料液0. 75m3/h，维持发酵罐内压力为0. 4Mpa，搅拌，通过加入Ca (OH) 2的饱和溶液维持料液pH为6. 0，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵 结束。本实施例共发酵42小时，产酸率为4. 08g/L h，产酸171. 36g/L，残总糖为0. 2%， 残还原糖为0. 08%。实施例2
本实施例利用糖清液发酵生产乳酸的方法，包括以下步骤 (1)原料准备按照 体积比为糖清液玉米浆溶液酵母膏=100 0. 025 0. 013加入到发酵罐中，所述糖清液总 含糖量为240g/L、DE值为100%、DX值为100%，所述玉米浆溶液中干物质为50%、蛋白质为 52%、酸度为10% ；(2)加热灭菌所述发酵罐中温度为121°C、压力为0. IMpa，加热灭
菌时间为45分钟；(3)调节料液pH 用Ca (0H)2的饱和溶液调节料液pH为5. 6，如
果不小心把Ca (0H)2的饱和溶液加入太多，则用80%乳酸或者35%盐酸的调节料液的pH ； (4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到50°C，加入体积为发酵罐内料 液总体积的15%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为50°C，并向发酵罐内持续通入无菌空气，通 气流量为每吨料液4m3/h，维持发酵罐内压力为0. 8Mpa，搅拌，通过加入Ca (0H)2的饱和溶 液维持料液PH为6. 2，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。本实施例共发酵47小时，产酸率为4. 21g/L *h，产酸197. 87g/L，残总糖为0. 32%， 残还原糖为0. 09%。实施例3本实施例利用糖清液发酵生产乳酸的方法，包括以下步骤 (1)原料准备按照 体积比糖清液玉米浆溶液酵母膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液总含糖量为230g/L、DE 值为96%、DX值为95%。(2)加热灭菌所述发酵罐中温度为118°C、压力为0.09Mpa，加热灭菌时间为30分
钟
(3)调节料液pH 用Ca (OH) 2的饱和溶液调节料液pH为5. 5，如果不小心把Ca (OH) 2的饱和溶液加入太多，则用80%乳酸或者35%盐酸的调节料液的pH。(4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到49°C，加入体积为发 酵罐内料液总体积的13%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为49°C，并向发酵罐内持续通入无 菌空气，通气流量为每吨料液2. 5m3/h，维持发酵罐内压力为0. 6Mpa,搅拌，通过加入Ca(OH) 2的饱和溶液维持料液PH为6. 1，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。本实施例共发酵46小时，产酸率为4. llg/L h，产酸189g/L，残总糖为0. 34%，残 还原糖为0. 07%。
权利要求
一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)原料准备按照体积比为糖清液玉米浆溶液酵母膏=1000.015~0.0250.004~0.013加入到发酵罐中，所述糖清液总含糖量为210~240g/L、DE值为92%~100%、DX值为90%~100%，所述玉米浆溶液中干物质≥40%、蛋白质≥45%、酸度≤14%； (2)加热灭菌所述发酵罐中温度为115~121℃、压力为0.07~0.1Mpa，加热灭菌时间为15~45分钟； (3)调节料液pH用Ca(OH)2的饱和溶液调节料液pH为5.4~5.6； (4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到48~50℃，加入体积为发酵罐内料液总体积的10%~15%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为48~50℃，并向发酵罐内持续通入无菌空气，通气流量为每吨料液0.75~4m3/h，维持发酵罐内压力为0.4~0.8Mpa，搅拌，通过加入Ca(OH)2的饱和溶液维持料液pH为6.0~6.2，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。
2.根据权利要求1所述的利用糖清液发酵生产乳酸的方法，其特征在于，在步骤(1) 中，糖清液玉米浆溶液酵母膏=100 0. 02 0. 009，所述糖清液总含糖量为230g/L、DE值 为 96%、DX 值为 95%。
3.根据权利要求1所述的利用糖清液发酵生产乳酸的方法，其特征在于，在步骤(2) 中，所述发酵罐中温度为118°C、压力为0. 09Mpa，加热灭菌时间为30分钟。
4.根据权利要求1所述的利用糖清液发酵生产乳酸的方法，其特征在于，在步骤(3) 中，用Ca (OH) 2的饱和溶液调节料液pH为5. 5。
5.根据权利要求1所述的利用糖清液发酵生产乳酸的方法，其特征在于，在步骤(4) 中，把步骤(3)中得到料液的温度降到49°C，加入体积为发酵罐内料液总体积的13%的乳 酸菌，保持发酵罐内温度为49°C，并向发酵罐内持续通入无菌空气，通气流量为每吨料液 2. 5m3/h，维持发酵罐内压力为0. 6Mpa，搅拌，通过加入Ca (OH)2的饱和溶液维持料液pH为 6. 1，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。
全文摘要
本发明涉及一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法，包括以下步骤(1)原料准备按照体积比为糖清液∶玉米浆溶液∶酵母膏=100∶0.015~0.025∶0.004~0.013加入到发酵罐中；(2)加热灭菌；(3)调节料液pH为5.4~5.6；(4)加入乳酸菌进行发酵把步骤(3)中得到料液的温度降到48~50℃，加入体积为发酵罐内料液总体积的10%~15%的乳酸菌，保持发酵罐内温度为48~50℃，并向发酵罐内持续通入无菌空气，通气流量为每吨料液0.75~4m3/h，维持发酵罐内压力为0.4~0.8MPa，搅拌，通过加入Ca(OH)2的饱和溶液维持料液pH为6.0~6.2，检测料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量为0时，发酵结束。本发明的方法降低发酵周期，提高发酵效率；并且发酵结束后料液中残总糖以及残还原糖低、产酸高。
文档编号C12R1/225GK101851644SQ20101020730
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者姜建友, 崔耀军, 张云飞, 张兴龙, 朱守林, 杨峰, 梁丽, 王新, 胡中华, 郭廷, 马凯歌 申请人:河南金丹乳酸科技有限公司