一种高产l-乳酸的发酵方法
【专利摘要】本发明公开了一种高产L?乳酸的发酵方法，包括如下步骤：(1)向粉碎的大米中加入水得到料液，调节料液的pH至6.2?6.4，加入0.2％的氯化钙，然后加入0.03％～0.05％的α?淀粉酶于40?60℃下预混合拌料均匀，加热至90?110℃蒸煮液化；(2)液化完毕后，将料液冷却至50?60℃，调节料液pH值至4.2，加入0.04％～0.18％糖化酶进行糖化并添加2wt％的酸性蛋白酶；(3)糖化完毕后调节料液pH值至5～6，接入8％～12％的种子液，在35?40℃下进行乳酸发酵；(4)控制乳酸发酵pH为4?6；(5)发酵结束后采用钙盐法提取乳酸。本发明通过发酵工艺的优化后可以高产L?乳酸，同时其葡萄糖转化为L?乳酸的转化率稳定维持在90％?95％，旋光纯度为98.6％，同时发酵培养基成本低廉，适应工业化发酵生产，具有应用价值。
【专利说明】
一种高产L-乳酸的发酵方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种功能食品，属于食品加工领域，具体地涉及一种一种高产L-乳酸的发酵方法。【背景技术】
[0002]乳酸是重要的生物化工产品，它在食品、医药、饲料、环保、卷烟、皮革等领域有着广泛的应用，近年来由于其可用于合成可降解塑料-聚乳酸的性质而受到众多的关注，具有广阔的市场前景。由于乳酸酸性柔和且稳定，有助于改善食品的风味，在食品工业上广泛用作酸味剂、防腐剂、还原剂及pH调节剂，是食品工业中的重要原料。本专利通过对从镇江香醋醋醅中分离得到的一株德氏乳酸杆菌或其他市售的德氏乳酸杆菌进行乳酸发酵工艺的研究，建立了以大米为原料的简单、低成本、高产量的适用于实际工业生产的发酵培养基及乳酸杆菌生长产酸的发酵条件。
【发明内容】
[0003]发明目的:为解决德氏乳酸杆菌发酵产L-乳酸质量和产量低、现有的发酵方法生产L-乳酸的成本高、产率低、不适于工业发酵生产的问题，本发明提供了一种高产L-乳酸的发酵方法。
[0004]技术方案:为实现上述技术目的，本发明提出了一种高产L-乳酸的发酵方法，包括如下步骤:
[0005](1)向粉碎的大米中加入水得到料液，调节料液的pH至6.2-6.4，加入料液重量的 〇.2 %的氯化钙，然后加入投料量0.03wt %?0.05wt %的a-淀粉酶于40-60 °C下预混合拌料均匀，加热至90-110 °C蒸煮液化；
[0006](2)液化完毕后，将料液冷却至50-60°C，调节料液pH值至3.8-4.5，加入投料量 0.04wt %?0.18wt %糖化酶进行糖化并添加投料量2 %的酸性蛋白酶；
[0007](3)糖化完毕后调节料液pH值至5?6，接入8 %?12 %的种子液，在35-40 °C下进行乳酸发酵；
[0008](4)控制乳酸发酵pH为4-6;
[0009](5)发酵结束后采用钙盐法提取乳酸。
[0010]优选地，步骤(1)中，所述的大米为粉碎后过60-80目筛的大米。
[0011]步骤(3)中，乳酸发酵的条件为:先进行3?5h好氧发酵，发酵罐通风量为3.5VVM， 溶氧，控制在20-30 %，然后一直厌氧发酵，控制发酵温度为35 °C，当发酵液中葡萄糖浓度低于l〇g/L时，进行补料葡萄糖，使发酵液中葡萄糖的浓度维持在10-25g/L，发酵80-120h结束。[〇〇12]步骤(3)中，乳酸发酵的条件为:直接厌氧发酵，控制发酵温度为38°C。当发酵液中葡萄糖浓度低于l〇g/L时，进行补料葡萄糖，使发酵液中葡萄糖的浓度维持在10_25g/L，发酵80-120h结束。
[0013]步骤(4)中，通过添加碳酸钙与氢氧化钙溶液控制乳酸发酵pH为4-6。
[0014]有益效果:本发明中使用的乳酸高产菌种-德氏乳酸杆菌为野生菌株，没有通过改造，但通过发酵工艺的优化后可以高产L-乳酸，同时其葡萄糖转化为L-乳酸的转化率稳定维持在90 %-95 %，旋光纯度为98.6 %，同时发酵培养基成本低廉，适应工业化发酵生产，具有应用价值。【附图说明】
[0015]图1为实施例1工艺条件下的发酵过程曲线；
[0016]图2为实施例2工艺条件下的发酵过程曲线。【具体实施方式】
[0017]下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
[0018]实施例1[0〇19]本实施例提供一种高产L-乳酸的发酵方法，该方法为:
[0020] 1)将优质大米粉碎，过60目筛；[0021 ]2)将大米按1:3料水比配制成料液，调节料液pH值至6.2，加入0.2%的氯化钙，加入0.03 %?0.05 %的a-淀粉酶60 °C预混合拌料均匀，加热至100 °C蒸煮液化；[〇〇22]3)液化完毕后，冷却至60 °C，调料液pH值至4.2，加入0.04%糖化酶进行糖化及添加2%的酸性蛋白酶；[〇〇23]4)糖化完毕后调料液pH值至5.0，接入8 %?12 %的种子液，先进行4h好氧发酵，发酵罐通风量为3.5VVM及溶氧(D0)控制在20-30%，而后一直厌氧发酵，控制发酵温度为35 °C，通过添加碳酸钙与氢氧化钙溶液控制发酵pH为5.0;
[0024]5)发酵结束后采用钙盐法提取乳酸；[〇〇25]6)发酵84.7h的乳酸产量为178.65g/L，L-乳酸的转化率为95%。[〇〇26]其发酵曲线如图1所示。[〇〇27] 实施例2[0〇28]本实施例提供一种高产L-乳酸的发酵方法，该方法为:[〇〇29] 1)将优质大米粉碎，过80目筛；[〇〇3〇] 2)将大米按1: 3料水，调料液pH值至6 ? 4，加入0 ? 2 %的氯化钙，加入0 ? 03 %? 0.05 %的a-淀粉酶60 °C预混合拌料均匀，加热至100 °C蒸煮液化；[〇〇31]3)液化完毕后，冷却至60 °C，调料液pH值至4.2，加入0.04%糖化酶进行糖化及添加2%的酸性蛋白酶；[〇〇32]4)糖化完毕后调料液pH值至6.0,接入8%?12%的种子液，直接厌氧发酵，控制发酵温度为38°C，通过添加碳酸钙与氢氧化钙溶液控制发酵pH为5.5;
[0033]5)发酵结束后采用钙盐法提取乳酸；[〇〇34]6)发酵88.7h的乳酸产量为162.45g/L，L-乳酸的转化率为93%。[〇〇35]其发酵曲线如图2所示。
【主权项】
1.一种高产L-乳酸的发酵方法，其特征在于，包括如下步骤:(1)向粉碎的大米中加入水中按照料液比为1: 3得到料液，调节料液的pH至6.2-6.4,加 入总重量0.2wt%的氯化钙，然后加入物料重量0.03wt%?0.05wt%的a-淀粉酶于40_60°C 下预混合拌料均勾，加热至90-110 °C蒸煮液化；(2)液化完毕后，将料液冷却至50-60 °C，调节料液pH值至3.8-4.5，加入投料量 0.04wt %?0.18wt %糖化酶进行糖化并添加入投料量2 %的酸性蛋白酶；(3)糖化完毕后调节料液pH值至5?6，接入8%?12% (w/v)的用RSM培养基活化18-24h 的种子液，在35-40°C下进行乳酸发酵；(4)控制乳酸发酵pH为4-6;(5)发酵结束后采用钙盐法提取乳酸。2.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的大米为粉碎后过 60-80目筛的大米。3.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，步骤(3)中，乳酸发酵的条件为:先进 行3?5h好氧发酵，发酵罐通风量为3.5WM，溶氧，控制在20-30 %，然后一直厌氧发酵，控制 发酵温度为35°C进行补料分批发酵，当发酵液中葡萄糖浓度低于10g/L时，进行补料葡萄 糖，使发酵液中葡萄糖的浓度维持在l〇_25g/L，发酵80-120h结束。4.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，步骤(3)中，乳酸发酵的条件为:直接 厌氧发酵，控制发酵温度为38°C，发酵90-120h。5.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，步骤(4)中，通过添加碳酸钙与氢氧化 钙溶液控制乳酸发酵pH为4-6。
【文档编号】C12P7/56GK105969814SQ201610543175
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】田波, 余永建, 朱胜虎, 李童, 姚清
【申请人】江苏恒顺醋业股份有限公司