以葛根和葛叶为原料发酵高纯度l-乳酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种心乳酸的发酵方法，尤其涉及W非粮作物葛根及其叶为主要原 料发酵高光学纯度k乳酸的方法。
【背景技术】
[0002] 乳酸是目前世界上公认的Η大有机酸之一，其广泛应用于食品、医药、化工、制革、 纺织、环保和农业等诸多领域。目前随着白色泡沫污染日益严重，可生物降解的聚乳酸产品 作为有可能取代造成环境污染的白色热塑产品也越来越受到人们的关注。
[0003] 目前，生产心乳酸主要采用发酵法。W玉米等淀粉质原料为主，通过细菌或根霉 菌的发酵将葡萄糖转化成k乳酸，送种生产工艺需要消耗大量玉米等淀粉质粮食作物，由 于当今粮食资源日益紧张，粮食作物的价格上涨，原有k乳酸生产工艺将导致生产成本提 高，并造成一定的负面社会影响。因此寻找一种不占用农田的非粮作物作为心乳酸的发酵 原料有很高的经济利益和长远的社会利益。
[0004] 葛根为豆科植物葛藤属。又名；野葛、葛条根、粉葛，为多年落叶藤本横生块根植 物，全株具有黄褐色粗毛，块根肥大，表面褐色，内面白色。叶互生、具长柄、3出复叶，顶端 小叶的柄较长，叶片菱状圆形。葛根含淀粉69. 12%，蛋白质0. 09%，粗纤维9. 34%，其它 1.31%，水分20. 12%。葛叶粗蛋白含量高达29%，可作畜牧饲料。
[0005] 葛根在低温irC W上即可发芽生长，最适温度20~35°C，4月初移栽，翌年12月 初收获，也可当年收获。葛根是喜光、喜钟、怕溃耐贫疮、耐旱，适应能力强。管理粗放，山上、 地头房前房后均可种植。它抗病虫害，不需打药，且1次种植，多年受益。
[0006] 葛根作为一种不占农田的非粮作物可W大面积推广种植，葛根中的淀粉含量高， 葛叶中含有大量蛋白。W葛根为主要原料可W缓解当前心乳酸发酵工艺对粮食作物的依 赖问题。
【发明内容】
[0007] 本发明针对当今粮食作物资源紧张对k乳酸发酵行业带来的成本提高和产生负 面社会影响等问题，提供利用葛根送种非粮作物为主要原料发酵生产高纯度k乳酸的新 工艺。
[0008] 本发明改变了 ^往k乳酸发酵中使用玉米等粮食作物淀粉质原料的方法，利用 非粮作物葛根作为淀粉质原料替代其他粮食作物，结合葛叶中含蛋白量高的特点，W葛叶 为主要氮源。充分利用葛根资源，在较高温度下发酵生产高纯度k乳酸。
[0009] 本发明的W葛根为原料发酵高纯度k乳酸的方法，包括W下步骤：
[0010] 1、葛根粉碎，加入重量为葛根粉3. 5倍的水，调浆，再加入10单位/克的α -淀粉 酶，100~105°C液化4~8小时；液化液过滤除渣后加入20单位/克的糖化酶，在48~ 6(TC下，糖化15~24小时至糖化完全，得葛根糖水；
[0011] 2、葛叶干燥粉碎，加入重量为葛叶粉4~9倍的4%硫酸溶液（重量百分比），在 85~95°C下水解36~40小时；
[0012] 3、W葛根糖水为碳源，葛叶水解液为氮源，添加款皮、棉巧或豆巧粮食加工副产物 中地一种或几种，发酵高纯度k乳酸，最终发酵液中k乳酸光学纯度不低于99%。
[0013] 其中，葛根和葛叶粉碎后细度为40~60目。
[0014] 其中，步骤3中所述的发酵温度为53~58°C。
[0015] 其中，步骤3中所述的发酵时间为50~60小时。
[0016] 其中，步骤3中所述的葛根淀粉糖水在发酵液中的体积百分比为70%~85%，葛 叶水解液在发酵液中体积百分比为5%~7%，款皮、棉巧或豆巧添加的总质量百分比小于 等于1%。步骤3中发酵制备k乳酸的方法除原料和配比与现有技术不同，其它发酵条件 皆参考现有k乳酸的发酵工艺。
[0017] 上述液化过程，在工业上放大生产后可采用喷射液化，即在105~11(TC下，经2次 喷射液化后，再在l〇(TC左右液化至完全。
[0018] 有益效果；本发明W葛根为碳源、葛叶为氮源发酵高纯度k乳酸的方法，解决了 传统心乳酸发酵工艺需要消耗大量粮食作物的问题，在降低成本和节约粮食消耗方面有 很高的应用价值。本发明选用葛根为发酵的主要原料，充分利用了葛根资源，该作物不占农 田，可W大大提高±地的经济价值。
【具体实施方式】：
[001引 实施例1 :
[0020] 称取300克葛根粉，细度40目~60目，加1050g水调浆，再加入10单位/克α-淀 粉酶，电炉上加热至100~105°C液化4小时（工业上采用喷射液化），贿液检测合格后使 用布氏漏斗过滤得到液化液（工业上采用板框压虑或带式过滤机），加入水使液化液总糖 在15%。加入20单位/克的糖化酶，保温在55°C下，糖化20小时至完全，得葛根糖水。 [002。 称取20克葛叶粉，细度40目~60目，加入80g的4%硫酸溶液，在85°C下水解36 小时，得葛叶水解液。
[0022] 种子液配制；取250毫升的Η角摇瓶按比例加入葡萄糖60g/l，酵母膏10旨/1，蛋 白腺 lOg/l，1拆〇4 . 7&0 0. 5g/l，CaC〇3lOg/l，装液量 100 毫升，0.1 MPa 灭菌 20min，冷却至 55 r。
[0023] 接入种子，在恒温摇床里控制温度55 ± rC培养，摇床转速控制在220转/分钟，培 养16小时后接入发酵Η角瓶。
[0024] 发酵液配制；在500毫升Η角摇瓶中装140毫升总糖15%的葛根糖水，加入10毫 升葛叶水解液，CaC〇320克，加水定容至190毫升，0.1 MPa灭菌20min，冷却至55°C。
[00巧]发酵培养：接入种液10毫升，在恒温摇床里控制温度55°C培养，摇床转速控制在 220转/分钟，发酵50小时，发酵结束测定产酸为130g/L。将此k乳酸发酵液经过提取、 纯化后获得k乳酸经检测光学纯度99% W上。
[002引 实施例2 :
[0027] 称取300克局根粉，细度40目~60目，加1050g水调浆,再加入10单似/克〇 -沾 粉酶，电炉上加热至100~105°c液化6小时（工业上采用喷射液化），贿液检测合格后使 用布氏漏斗过滤得到液化液（工业上采用板框压虑或带式过滤机），加入水使液化液总糖