一种利用嫩甜玉米生产l-乳酸的方法
【专利摘要】本发明具体涉及一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法，其特征在于以新鲜嫩甜玉米为主要原料制备发酵培养基，以52℃耐热乳酸杆菌为菌种，发酵生产L-乳酸，其具体步骤如下：1）制作嫩甜玉米浆；2）制作发酵培养基；3）发酵；本发明的有益效果：1）降低了生产成本，生产操作过程更加简单，从而降低了劳动强度，提高了工作效率；2）直接利用嫩甜玉米，可以充分利用玉米中的各种营养成分；3）降低原材料的用量；4）嫩甜玉米完全被利用，无废物产生，有利于环境的保护；5）降低了液化酶的用量；6）降低了后处理脱色工艺的难度；7）L-乳酸的得率明显提高，原材料得到了最大程度的转化。
【专利说明】一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于乳酸的制法领域，具体涉及一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法。
【背景技术】
[0002]乳酸作为三大有机酸(包括乳酸、柠檬酸、醋酸)之一，在食品、医药和化学工业等领域都有广泛的应用。
[0003]在食品工业领域，日前其乳酸的消费量占世界乳酸消费量的大约60%。由于乳酸的酸性柔和且稳定，在食品工业中广泛用作酸味剂、防腐剂。人体内只具有代谢L-乳酸的酶，D-乳酸不能被人体吸收，并且过量使用对人体有毒，因此，世界卫生组织提倡L-乳酸作为食品添加剂和内服药品，取代目前普遍使用的DL-乳酸。
[0004]目前在啤酒生产中己禁止使用磷酸调节麦芽汁的pH值，而改用L-乳酸。世界上四分之一的乳酸用来生产硬脂酞乳酷乳酸，其盐类大量用于面包生产，可以使面包的保存期变长。乳酸添加于烟草中，能保持烟草的湿度，提高卷烟的质量。
[0005]在医药工业领域，乳酸，特别是L-乳酸，具有很强的杀菌作用，其杀菌作用高于柠檬酸、酒石酸、唬拍酸，可以用作手术室、病房、实验室、车间等场所的消毒剂。L-乳酸、L-乳酸钠与葡萄糖、氨基酸等复合配制成输液，可治疗酸中毒及高钾血症。L-乳酸铁、L-乳酸钠、L-乳酸钙是补充金属元素的良好药品。 [0006]在化学工业等领域，乳酸可用作制革工业中的脱灰剂，还可用来处理纺织纤维，使之易于着色，增加光泽，使触感柔软。乳酸乙酯作为“绿色溶剂”可以在电子学、航空和航天以及半导体工业中作为精细金属清洁剂。在化妆品中，乳酸、乳酸钠和乳酸钙可提供保湿方面的性能。酞基乳酸酷是化妆品和保养用品中有效的乳化剂、物料填充和稳定剂，可改善皮肤结构，防止老化，起到保护皮肤的作用。
[0007]随着全球气候变暖，环境污染逐渐加重，石油资源日益短缺，开发清洁能源与环境友好材料，是国家当前十分紧迫的任务。在众多的可降解聚合物中，聚乳酸已成为21世纪最具有发展前景的绿色环保材料。聚乳酸的合成材料-L-乳酸的生产直接影响到聚乳酸的合成。因此可以说L-乳酸技术和产业的发展是聚乳酸产业发展的重要前提。
[0008]目前，国内外生产L-乳酸大多数以玉米淀粉为主要原料，玉米浆、酵母膏为氮源和生长因子等进行工业化生产,生产成本大大增加,而且原材料本身色素含量高,从而增加了后续脱色工艺的难度。因此，寻找一种处理简单并能够避免引入外源色素的原材料势在必行。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于解决目前生产L-乳酸大多数以玉米淀粉为主要原料，生产成本高、后续脱色工艺难度大的缺陷，提供一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法，其以新鲜嫩甜玉米为主要原料，生产成本低，操作过程简单，产品收率高并且利于后续脱色处理。
[0010]本发明是通过如下技术方案来实现的:[0011]即一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法，其特征在于以新鲜嫩甜玉米为主要原料制备发酵培养基，以52°C耐热乳酸杆菌为菌种，发酵生产L-乳酸，其具体步骤如下:
[0012]1)制作嫩甜玉米浆:将新鲜的嫩甜玉米110~140g/L用打浆机打碎制备嫩甜玉米浆，备用；
[0013]2)制作发酵培养基:
[0014]a.嫩甜玉米衆和酵母浸膏I~3g/L混合均匀，pH自然，115°C灭菌IOmin ；
[0015]b.碳酸?丐 60 ~80g/L, 121°C单独灭菌 30min ;
[0016]c.将a步骤中的嫩甜玉米浆冷却至50~52°C，以12~16U/g_M米加入α -淀粉酶，200~300U/g_玉米加入糖化酶，50~60U/g_M米外壳加入酸性纤维素酶，并加入氯化钙至终浓度为0.03%~0.05% ；
[0017]3)发酵:将步骤2)中b步骤制得的碳酸钙和c步骤制得的嫩甜玉米浆转入发酵罐中，放入菌种进行发酵，发酵条件为:温度为52°C,搅拌转速为100~120r/min,厌氧发酵50~60h ；
[0018]所述菌种为52°C耐热乳酸杆菌，厌氧型细菌，经过一级、二级种子培养，以0.2%~
0.3%的接种量接入发酵培养基中。
[0019]本发明所述的新鲜嫩甜玉米是乳熟期无霉变、无杂质、无虫害的嫩甜玉米粒。
[0020]本发明所述的嫩甜玉米外壳是指新鲜嫩甜玉米粒的外皮。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]1)本发明液化、糖化、纤维素降解及发酵同步进行，不需要进行玉米淀粉生产的复杂操作，减少了玉米淀粉的液化、糖化以及玉米粒外壳的降解，大大降低了生产成本，生产操作过程更加简单，从而降低了劳动强度，提高了工作效率；
[0023]2)嫩甜玉米没有经过晒干处理，营养成分更加丰富。玉米淀粉经过处理后，玉米中原有的营养成分已减少了很多，而直接利用嫩甜玉米，可以充分利用玉米中的各种营养成分；
[0024]3)嫩甜玉米的外皮没有硬化，更容易被纤维素酶处理，可以增加培养基中的糖含量，从而可以降低原材料的用量；
[0025]4)嫩甜玉米完全被利用，无废物产生，有利于环境的保护；
[0026]5)嫩甜玉米种含有大量的维生素和蛋白质，从而减少了额外生长因子和氮源的用量，而且甜玉米中含有大量的水溶性多糖，从而降低了液化酶的用量；
[0027]6)无需再添加玉米浆，避免了引进色素杂质，从而降低了后处理脱色工艺的难度；
[0028]7) L-乳酸的得率明显提高，原材料得到了最大程度的转化。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为酵母浸膏用量对L-乳酸产量的影响示意图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]以52°C耐热乳酸杆菌为菌种，发酵培养基配方为:嫩甜玉米110g/L，酵母浸膏Ig/L, CaC0360g/L, pH 自然。CaCO3 单独灭菌，121°C灭菌 30min。
[0032]嫩甜玉米制浆后，加酵母浸膏，115°C灭菌lOmin，冷却至52°C，按12U/g嫩甜玉米加入α -淀粉酶，200U/gi8SM#加入糖化酶，并加入氯化钙至终浓度为0.03%，然后将已灭菌CaCO3转入发酵罐中。
[0033]①发酵培养基灭菌冷却后，不添加酸性纤维素酶。
[0034]②发酵培养基灭菌冷却后，以加入酸性纤维素酶。
[0035]以0.2%接入乳酸杆菌种子液，52°C，100r/min，厌氧发酵50h。发酵结束后，按GBT23528-2009测发酵液中的L-乳酸含量，结果见表1。
[0036]表1
[0037]
【权利要求】
1.一种利用嫩甜玉米生产L-乳酸的方法，其特征在于以新鲜嫩甜玉米为主要原料制备发酵培养基，以52°C耐热乳酸 杆菌为菌种，发酵生产L-乳酸，其具体步骤如下: 1)制作嫩甜玉米浆:将新鲜的嫩甜玉米110~140g/L用打浆机打碎制备嫩甜玉米浆，备用; 2)制作发酵培养基: a.嫩甜玉米衆和酵母浸膏I~3g/L混合均匀，pH自然，115°C灭菌IOmin； b.碳酸?丐60~80g/L,121°C单独灭菌30min ； c.将a步骤中的嫩甜 玉米浆冷却至52°C，以12~16U/gi8SM#加入α-淀粉酶，200~300U/g_SM加入糖化酶，50~60U/g_M米外壳加入酸性纤维素酶，并加入氯化钙至终浓度为0.03% ~0.05% ； 3)发酵:将步骤2)中b步骤制得的碳酸钙和c步骤制得的嫩甜玉米浆转入发酵罐中，放入菌种进行发酵，发酵条件为:温度为52°C,搅拌转速为100~120r/min,厌氧发酵50~60h ； 所述菌种为52°C耐热乳酸杆菌，厌氧型细菌，经过一级、二级种子培养，以0.2%~0.3%的接种量接入发酵培养基中。
【文档编号】C12P7/56GK103898169SQ201310415452
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】赵纪文, 郝景峰, 周建建, 张庆林, 田永, 张川川 申请人:山东富欣生物科技股份有限公司