一种竹源L-乳酸高效精炼制备方法与流程

本发明涉及生物，具体为一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法。

背景技术：

1、乳酸是三大有机酸之一，根据旋光性的不同，可分为d-型和l-型两种旋光异构体，目前已经被广泛应用于化工、医药、食品和环保等领域。而由于人体中仅存在代谢l-型乳酸的酶类，故体内的d-乳酸或dl-乳酸超过一定量的话，将会导致二者因无法代谢掉而引起人体代谢功能紊乱甚至中毒。

2、基于此，l-乳酸在实际应用中拥有广阔的前景。近年来，随着环境污染的日益加重，开发可降解新型材料已经是大势所趋，而l-乳酸因具有很好的生物相容性和可生物降解，利用它来生产可降解生物塑料–聚乳酸(pla)已经得到全世界的广泛亲睐。

3、而目前l-乳酸的生产主要依靠淀粉类发酵来实现，其原料又主要集中在玉米、马铃薯等粮食作物上，而目前世界范围内又面临着粮食短缺的紧张局面，因此寻求非粮作物的l-乳酸发酵已经迫在眉急。

4、竹子是一种常见的植物，属于禾本科植物，竹子主要生长在亚洲、美洲和非洲的热带和亚热带地区，竹子也是一种非常环保的材料，因为它们能快速生长，可以在几年内重新收获。相比之下，其他木材需要数十年或数百年才能生长。这使竹子成为可持续发展的选择，并且在当今的可持续建筑和设计中越来越受欢迎。

5、竹子内部的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素和木材部分，这些成分占据了竹子组织的大部分。此外，竹子还含有一些有机酸、糖类和蛋白质等，竹子的茎干主要由外皮、韧皮部、木质部和髓部四部分组成。竹子的纤维素含量较高，半纤维素含量较少，但相对较高。竹子的木材部分主要由纤维素、木质素和半纤维素组成，木质素是竹子木材的主要成分，其含量约为10％-15％，因而利用竹子为原料用来制备l-型乳酸将会拥有广阔的前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，从而有效地解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

3、一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，具体包括以下步骤：

4、s1，预处理：使用粉碎机将竹子切割成小段，然后通过研磨机将其粉碎成细粉粒状；

5、s2，碱煮：将竹粉与碱液混合，放入反应釜中，加热至120-140℃，压力1.5mpa，碱煮1.5-2h，使竹粉中的纤维素和木质素溶解，得到碱煮液；

6、s3，初级过滤：将碱煮液通过过滤器进行过滤，去除杂质和未溶解的物质，得到滤液；

7、s4，酶解：将经过初级过滤的滤液与纤维素酶和葡萄糖酶进行反应，将纤维素和木质素酶解成含有葡萄糖的混合物；

8、s5，发酵：将经酶解的含有葡萄糖的混合物与l-乳酸菌进行发酵反应，产生含有l-乳酸的发酵产物；

9、s6，精炼：依次将发酵产物进行酸化结晶、再过滤、洗涤和干燥，最终得到纯度高的竹源l-乳酸。

10、优选的，s2中的碱液选用的是浓度为0.5％的氢氧化钠溶液，在碱煮时所占质量分数为10-15％。

11、优选的，s4中的纤维素酶采用的是β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶其中的一种或两种混合物，所占质量分数为8-12％。

12、优选的，s4中的的葡萄糖酶采用的是外源酶，所占质量分数为15-20％。

13、优选的，s6中的酸化结晶具体为：将s5得到的发酵产物与酸液混合，调节ph值至3.4-5.2，使溶液中的l-乳酸结晶析出；其中，酸液采用的是浓度为1％的硫酸溶液，在酸化结晶时所占质量分数为5-8％。

14、优选的，s6中的再过滤具体为：将酸化后的溶液通过过滤器进行过滤，去除杂质和未结晶的l-乳酸，得到l-乳酸晶体。

15、优选的，s6中的洗涤具体为：将再过滤得到的l-乳酸晶体使用溶剂去除残留的酸液和杂质；其中，溶剂采用的是清水或乙醇中的一种。

16、优选的，s6中的干燥具体为：将经洗涤后的l-乳酸晶体放入干燥器中，以40-50℃恒温干燥20-30min，最终得到高纯度l-乳酸。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果如下。

18、1.本发明本发明通过依次经预处理、碱煮、初级过滤、酶解、发酵以及精炼等工艺步骤，最终得到高纯度的竹源l-乳酸，同时采用高温高压条件进行碱煮处理，能够加速纤维素和木质素的溶解，提高反应效率，通过滤和洗涤等步骤，能够有效去除杂质和残留物质，进而提高了竹源l-乳酸的产量和纯度，值得在生物医药和食品行业广泛推广。

19、2.本发明利用竹子为原料来制备l-乳酸，竹子是一种丰富的天然生物资源，具有快速生长和可持续利用的特点，与传统的l-乳酸制备方法相比，本发明采用竹要求源作为原料，能够高效利用竹子的资源，符合现代社会对绿色环保生产的要求，其次，本发明提供的方法操作简单，设备要求较低，适用于工业化生产，生产成本低，经济回报率大。

技术特征：

1.一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求3所述的一种竹源l-乳酸高效精炼制备方法，其特征在于：

技术总结
本发明具体为一种竹源L‑乳酸高效精炼制备方法，具体包括以下步骤：预处理、碱煮、初级过滤、酶解、发酵以及精炼。本发明通过依次经预处理、碱煮、初级过滤、酶解、发酵以及精炼等工艺步骤，最终得到高纯度的竹源L‑乳酸，同时采用高温高压条件进行碱煮处理，能够加速纤维素和木质素的溶解，提高反应效率，通过滤和洗涤等步骤，能够有效去除杂质和残留物质，进而提高了竹源L‑乳酸的产量和纯度，值得在生物医药和食品行业广泛推广，与传统的L‑乳酸制备方法相比，本发明采用竹要求源作为原料，能够高效利用竹子的资源，符合现代社会对绿色环保生产的要求，其次，操作简单，设备要求较低，适用于工业化生产，生产成本低，经济回报率大。

技术研发人员：霍书怀,朱金唐,崔华帅,史贤宁,周浩,吴鹏飞,陈道宇
受保护的技术使用者：中国纺织科学研究院共青分院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11