《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》是河南金丹乳酸科技有限公司於2010年6月23日申請的發明專利，該專利申請號為201010207302，公布號為CN101851644A，專利公布日為2010年10月6日，發明人是張雲飛、崔耀軍、張興龍、胡中華、馬凱歌、郭廷、朱守林、王新、姜建友、楊峰、梁麗。
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比為糖清液∶玉米漿溶液∶酵母膏=100:0.015~0.025:0.004~0.013加入到發酵罐中；（2）加熱滅菌；（3）調節料液pH為5.4~5.6；（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到48~50℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的10%~15%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為48~50℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75~4立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.4~0.8兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.0~6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。該發明的方法降低發酵周期，提高發酵效率；並且發酵結束後料液中殘總糖以及殘還原糖低、產酸高。
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》獲得第一屆河南省專利獎二等獎。
基本介紹
- 中文名：一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法
- 公布號：CN101851644A
- 公布日：2010年10月6日
- 申請號：201010207302
- 申請日：2010年6月23日
- 申請人：河南金丹乳酸科技有限公司
- 地址：河南省鄲城縣金丹大道08號河南金丹乳酸科技有限公司
- 發明人：張雲飛、崔耀軍、張興龍、胡中華、馬凱歌、郭廷、朱守林、王新、姜建友、楊峰、梁麗
- 代理機構：北京中海智聖智慧財產權代理有限公司
- 代理人：胡靜
- Int.Cl.：C12P7/56（2006.01）I、C12R1/225（2006.01）N
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
乳酸是以農副產品為原料，經微生物發酵，提取而製得的一種有機酸，是可降解環保材料聚乳酸的單體原材料。被廣泛用於食品、飲料、醫藥、保健品、化工、可降解塑膠等諸多領域。
乳酸的生產主要有“化學合成法”、“酶法合成”、“發酵法生產”，其中套用最廣泛的則是發酵法生產乳酸。2010年6月之前，在發酵法生產乳酸中，很多企業由於發酵工藝指標不成熟，原料濃度控制不合理等造成發酵效率低下，具體表現在：
（1）發酵周期長，大多數企業發酵周期為70小時左右；
（2）產酸及產酸率低，中國規模化生產產酸為120克/升以下，世界規模化乳酸企業產酸可達到130~150克/升，產酸率一般為1.5~2克/升·小時；
（3）殘總糖和殘還原糖高，殘總糖一般為0.4%以上，殘還原糖一般為0.2%以上；
因此，中國大多數乳酸企業不能規模化生產乳酸。
發明內容
專利目的
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》所要解決的技術問題是：提供一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法，以使發酵料液內的還原糖充分利用，降低發酵周期，提高發酵效率；使得發酵結束後料液中殘總糖以及殘還原糖低、產酸高。
技術方案
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比為糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.015~0.025:0.004~0.013加入到發酵罐中，所述糖清液總含糖量為210~240克/升、DE值為92%~100%、DX值為90%~100%，所述玉米漿溶液中：乾物質≥40%、蛋白質≥45%、酸度≤14%；（2）加熱滅菌：所述發酵罐中溫度為115~121℃、壓力為0.07~0.1兆帕，加熱滅菌時間為15~45分鐘；（3）調節料液pH：用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.4~5.6；（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到48~50℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的10%~15%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為48~50℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75~4立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.4~0.8兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.0~6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
上述利用糖清液發酵生產乳酸的方法，在步驟（1）中，糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.02:0.009，所述糖清液總含糖量為230克/升、DE值為96%、DX值為95%。
上述利用糖清液發酵生產乳酸的方法，在步驟（2）中，所述發酵罐中溫度為118℃、壓力為0.09兆帕，加熱滅菌時間為30分鐘。
上述利用糖清液發酵生產乳酸的方法，在步驟（3）中，用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.5。
上述利用糖清液發酵生產乳酸的方法，在步驟（4）中，把步驟（3）中得到料液的溫度降到49℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的13%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為49℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液2.5立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.6兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.1，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
改善效果
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》的具有以下有益的技術效果：該工藝技術可用於乳酸的規模化生產，在實際生產中，發酵周期為45~47小時，遠低於以前的乳酸發酵周期70小時，並且發酵產酸可達到180克/升以上，殘還原糖≤0.15%，殘總糖≤0.35%；具有發酵效率高、周期短的特點。
權利要求
1.《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》其特徵在於，包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比為糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.015~0.025:0.004~0.013加入到發酵罐中，所述糖清液總含糖量為210~240克/升、DE值為92%~100%、DX值為90%~100%，所述玉米漿溶液中：乾物質≥40%、蛋白質≥45%、酸度≤14%；（2）加熱滅菌：所述發酵罐中溫度為115~121℃、壓力為0.07~0.1兆帕，加熱滅菌時間為15~45分鐘；（3）調節料液pH：用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.4~5.6；（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到48~50℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的10%~15%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為48~50℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75~4立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.4~0.8兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.0~6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
2.根據權利要求1所述的利用糖清液發酵生產乳酸的方法，其特徵在於，在步驟（1）中，糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.02:0.009，所述糖清液總含糖量為230克/升、DE值為96%、DX值為95%。
3.根據權利要求1所述的利用糖清液發酵生產乳酸的方法，其特徵在於，在步驟（2）中，所述發酵罐中溫度為118℃、壓力為0.09兆帕，加熱滅菌時間為30分鐘。
4.根據權利要求1所述的利用糖清液發酵生產乳酸的方法，其特徵在於，在步驟（3）中，用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.5。
5.根據權利要求1所述的利用糖清液發酵生產乳酸的方法，其特徵在於，在步驟（4）中，把步驟（3）中得到料液的溫度降到49℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的13%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為49℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液2.5立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.6兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.1，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
實施方式
- 實施例1
該實施例利用糖清液發酵生產乳酸的方法，包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比為糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.015:0.004加入到發酵罐中，所述糖清液總含糖量為210克/升、DE值為92%、DX值為90%，所述玉米漿溶液中：乾物質為40%、蛋白質為45%、酸度為14%；（2）加熱滅菌：所述發酵罐中溫度為115℃、壓力為0.07兆帕，加熱滅菌時間為15分鐘；（3）調節料液pH：用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.4，如果不小心把Ca（OH）2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調節料液的pH；（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到48℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的10%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為48℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液0.75立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.4兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.0，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
該實施例共發酵42小時，產酸率為4.08克/升·小時，產酸171.36克/升，殘總糖為0.2%，殘還原糖為0.08%。
- 實施例2
該實施例利用糖清液發酵生產乳酸的方法，包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比為糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.025:0.013加入到發酵罐中，所述糖清液總含糖量為240克/升、DE值為100%、DX值為100%，所述玉米漿溶液中：乾物質為50%、蛋白質為52%、酸度為10%；（2）加熱滅菌：所述發酵罐中溫度為121℃、壓力為0.1兆帕，加熱滅菌時間為45分鐘；（3）調節料液pH：用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.6，如果不小心把Ca（OH）2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調節料液的pH；（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到50℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的15%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為50℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液4立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.8兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.2，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
該實施例共發酵47小時，產酸率為4.21克/升·小時，產酸197.87克/升，殘總糖為0.32%，殘還原糖為0.09%。
- 實施例3
該實施例利用糖清液發酵生產乳酸的方法，包括以下步驟：（1）原料準備：按照體積比糖清液:玉米漿溶液:酵母膏=100:0.02:0.009，所述糖清液總含糖量為230克/升、DE值為96%、DX值為95%。
（2）加熱滅菌：所述發酵罐中溫度為118℃、壓力為0.09兆帕，加熱滅菌時間為30分鐘
（3）調節料液pH：用Ca（OH）2的飽和溶液調節料液pH為5.5，如果不小心把Ca（OH）2的飽和溶液加入太多，則用80%乳酸或者35%鹽酸的調節料液的pH。
（4）加入乳酸菌進行發酵：把步驟（3）中得到料液的溫度降到49℃，加入體積為發酵罐內料液總體積的13%的乳酸菌，保持發酵罐內溫度為49℃，並向發酵罐內持續通入無菌空氣，通氣流量為每噸料液2.5立方米/小時，維持發酵罐內壓力為0.6兆帕，攪拌，通過加入Ca（OH）2的飽和溶液維持料液pH為6.1，檢測料液中的葡萄糖含量，葡萄糖含量為0時，發酵結束。
該實施例共發酵46小時，產酸率為4.11克/升·小時，產酸189克/升，殘總糖為0.34%，殘還原糖為0.07%。
《一種利用糖清液發酵生產乳酸的方法》獲得第一屆河南省專利獎二等獎。
