[发明专利]一种预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产乳酸的方法，特别涉及一种预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法。

背景技术

乳酸是以淀粉质为原料，经微生物发酵精制而成的一种有机酸。目前我国乳酸发酵工业化生产过程中糖化和发酵工序多为分步进行，致使乳酸生产周期长，操作单元多，很难连续生产；如中国专利文献CN101851644A公开的一种利用糖清液发酵生产乳酸的方法中，原料糖清液的制备过程中，糖化至少就需要20个小时。国内外很多研究机构也进行了相关研究，但由于发酵pH的限制，且过程不易控制，糖化和发酵工序仍很难同步进行，其发酵时间长，发酵结束后的发酵液残糖高，收率低，分离纯化困难，难以工业化应用。

在现有专利和文献中，也有一些提到了同步糖化发酵生产乳酸的技术，由于原料的不同，工艺也各不相同，而由于发酵所需pH值的限制（发酵pH值通常为6.0，而这时糖化酶基本处于失活状态），同步糖化发酵不易控制，发酵液残糖高，糖利用率低，发酵液分离纯化困难，难以工业化实施。如公开的发明专利一种以木薯粉为原料生产L-乳酸的方法（申请号：201010151503.0）中提到了以木薯粉为原料同步糖化发酵生产乳酸的方法，采用向液化液中直接加入糖化酶和菌种，由于液化液中木薯粉中的少量纤维等固形物未进行分离，其发酵结束后的提纯难度较大，该方法为实验室的应用方法，发酵残糖及最终产品收率等问题限制了很难工业化应用。

公开的发明专利一种产L-乳酸的菌株及用该菌同步糖化发酵菊芋生产L-乳酸的方法（申请号：200810235365.7）中提到采用菊芋粉同步糖化发酵生产乳酸，同样是直接加入糖化酶和菌种，且为分批加料，发酵液残糖高，分离纯化困难。

公开的发明专利一种利用米根霉同步糖化发酵产乳酸的方法（申请号：201210104598.X）、一种乳酸的制备方法（申请号：201110435800.2）、一种由无患子种壳制备乳酸的方法（申请号：201110380874.0）等专利同样存在以上问题，且发酵时间长，发酵糖利用率低，分离纯化困难，难以工业化应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够缩短糖化时间，进而缩短乳酸生产周期的预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，包括如下步骤：

（1）原料制备：玉米经过除杂、粉碎、调浆、喷射液化和过滤；制得DE值为22%～28%的液化糖液，液化糖液中总糖含量为120～180g/L；

（2）预糖化：将液化糖液加入经过消毒和灭菌的发酵罐内进行预糖化，得到发酵料液；

（3）边糖化边发酵。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，在步骤（2）中：预糖化温度为60±1℃，加入质量分数为1-5%的无机酸调节液化糖液pH为4.2±1,糖化酶的加入量按照液化糖液中每克总糖加入糖化酶400～600U，并向发酵罐中通入无菌空气，保持罐内压力0.05-0.4Mpa，预糖化时间1-6小时。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，无机酸为盐酸、硫酸或磷酸。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，在步骤（2）中：首先向液化糖液中加入助催化剂，然后再加入无机酸调节液化糖液的pH。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，助催化剂为钠盐、钾盐、钙盐或铵盐。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，钠盐为盐酸盐、硫酸盐或磷酸盐，钾盐为盐酸盐、硫酸盐或磷酸盐，钙盐为盐酸盐、硫酸盐或磷酸盐，铵盐为盐酸盐、硫酸盐或磷酸盐。

上述预糖化及同步糖化发酵生产乳酸的方法，在液化糖液中：钠盐、钾盐、钙盐或铵盐的浓度为0.005-0.02mol/L。