一种提取玉米浸泡过程中生产的L-乳酸的方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102827884 B (45)授权公告日 2014.05.28 CN 102827884 B (21)申请号 201210327537.X (22)申请日 2012.09.07 C12P 7/56(2006.01) C07C 59/08(2006.01) C07C 51/47(2006.01) C12R 1/245(2006.01) (73)专利权人 吉林中粮生化有限公司 地址 130033 吉林省长春经济技术开发区仙 台大街 1717 号 (72)发明人 佟毅 王宏龄 金贞花 张国峰 王国良 赵雪松 (74)专利代理机构 吉林长春新纪元专利代理有 限责任公司 22。

2、100 代理人 魏征骥 CN 101880225 A,2010.11.10, 权利要求 1. CN 101736042 A,2010.06.16, 全文 . 赵寿经等 . 利用玉米浸泡水发酵生产 L （+） - 乳酸 .食品与发酵工业 .2006, 第 32 卷 ( 第 11 期 ), 第 55-58 页 . 乐晓洁等.细菌发酵生产L-乳酸培养基的优 化 .无锡轻工大学学报 .2003, 第 22 卷 ( 第 6 期 ), 第 55-58， 63 页 . (54) 发明名称 一种提取玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种提取玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的方。

3、法， 属于分离工程技术领域。包括浸 泡玉米用水的制备、 干酪乳杆菌培养、 玉米浸泡， 浸泡结束后浸泡水进行分离提纯 ： 首先离心活性 炭脱色 ； 超滤膜分离， 移动床上柱， 用去离子水进 行洗脱完成乳酸提取。优点是解决了现有的乳酸 钙结晶、 酸解方法的提取率低、 萃取法的萃取剂有 毒且 L- 乳酸不易从萃取剂中分离、 静态交换容量 低等问题。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 李子东 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 (10)授权公告号 CN 102827884 B CN 102827884 。

4、B 1/1 页 2 1. 一种提取玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的方法， 包括下列步骤 ： （一）浸泡玉米用水的制备 ： 将如下物质 ： 葡萄糖 20 g， 糖蜜 10 g， 蛋白胨 2 g， K2HPO43H2O 1 g， (NH4)2SO4 1 g， 柠檬酸铵 0.2 g， MgSO47H2O 0.2 g， MnSO4H2O 0.01 g， FeSO4 7H2O 0.01 g， 生物素 610-4 g， VB1 410-4 g， 加入 1L 水中， CaCO3 10 g， 单独灭菌， 150 维持 2 h 后再加入该水中 ； （二） 干酪乳杆菌培养， 种子培养基组成 ： 葡萄糖 20 g。

5、/L， 蛋白胨 5 g/L， 酵母粉 5 g/ L， K2HPO43H2O 1 g/L， (NH4)2SO4 1 g/L， MgSO47H2O 0.2 g/L， MnSO4H2O 0.01 g/L， FeSO47H2O 0.01 g/L， pH 6.5， 按常规方法进行培养， 得干酪乳杆菌种子液 ； （三） 玉米浸泡， 玉米与水的质量比为 5:4， 将干酪乳杆菌种子液以 10 % 接种玉米浸泡 水中进行发酵培养， 通入 SO2， 使亚硫酸 SO2的终浓度为 0.15-0.18%， pH 维持在 3.6-4.0、 温 度 45-55维持 2-3 h ； 其特征在于 ： （四） 然后将步骤 （三）。

6、 的浸泡水转入下一个装有同样质量玉米的容器中， 补足水使玉米 与水的质量比为 5:4， 温度 45-55， 继续培养 2-3 h， 以此类推， 直到第 12 次， 浸泡结束， 所 泡玉米进行粉碎制备淀粉， 所得的浸泡水中 L- 乳酸的含量为 22-25 g/L ； （五） 对浸泡水进行分离提纯 ： 首先用离心法去除菌体及大分子物质， 再用活性炭进行 脱色处理 ； 之后选用孔径为0.20 m的超滤膜， 在压力为0.1-0.2 MPa、 膜面流速为4.0-5.0 m/s 下进行分离， pH 值控制在 6.0-7.0 范围内， 选用 315 型离子交换树脂为色谱分离介质， 移动床上柱 pH 值为 1。

7、.5-2.0， 以 1.2 -1.7 BV/h 流速上柱， 流出液的 pH 为 2.75-3.15 时停 止上柱， 再以 1.2-1.7 BV/h 用去离子水进行洗脱完成乳酸提取， 得到 L- 乳酸。 权 利 要 求 书 CN 102827884 B 2 1/4 页 3 一种提取玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的方法 技术领域 0001 本发明属于分离工程技术领域， 具体涉及针对玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的 提取方法， 该方法涉及到结合利用膜分离法和移动床色谱分离法从玉米浸泡水中提取和纯 化 L- 乳酸。 背景技术 0002 向浸泡玉米的水中通入 SO2， 防止其他杂菌的繁殖， 且有利于。

8、乳酸菌的生长， 因此 维持一定时间， 会积累一定浓度的乳酸。 浸泡水中含有充足的氮源和大量的碳源， 以及大约 20 g/L 的 L- 乳酸， 通常的做法是作为废水进行处理。 0003 钱东平等人先将玉米浸泡水通过等电点法、 超滤法、 三氯乙酸法分离蛋白， 再经纳 滤膜浓缩进一步分离蛋白， 然后用活性炭提取浸泡水中的脂多糖， 提纯后的多糖纯度达到 97.4% 以上， 专利申请号 ： 200310109680.2。 0004 董得平等人将玉米浸泡水通过亚硫酸中和、 板框过滤、 交换树脂吸附、 洗脱、 二次 板框过滤后制得菲汀， 专利申请号 ： 201010549959.2。 0005 姜绍通等人采。

9、用颗粒状活性炭与 H-103 树脂柱联合脱糖脱色， 再通过结晶 工艺提取了乳酸钙， 提高了成品的提取率、 纯度和成品乳酸的稳定性， 专利申请号 ： 200410041622.5。 0006 王传怀等人设计了具有多个膜堆构成的电渗析器， 经电渗析、 真空浓缩、 离子交换 等工序从发酵液中提取乳酸， 乳酸提取率达到了 85% 以上， 专利申请号 ： 87104858.2。 0007 王鹏等人将玉米淀粉废水发酵液经离心过滤、 活性炭脱色及阳离子交换树脂脱钙 处理后， 用 315 型阴离子交换树脂吸附， 用离子水洗脱完成了乳酸的提取。此方法步骤少， 操作简单， 选择性及静态交换容量高， 乳酸提取率达到。

10、 7880%， 纯度达到 8586%， 专利申请 号 ： 201010191697.7。 0008 现有的 L- 乳酸的提取工艺中， 没有关于对玉米浸泡过程中发酵生产 L- 乳酸提取 的报道。 发明内容 0009 本发明提供一种提取玉米浸泡过程中生产的 L- 乳酸的方法。 0010 本发明采取的技术方案是， 包括下列步骤 ： 0011 （一） 浸泡玉米用水的制备 ： 将如下物质 ： 葡萄糖 20 g， 糖蜜 10 g， 蛋白胨 2 g， K2HPO43H2O 1 g， (NH4)2SO4 1 g， 柠檬酸铵 0.2 g， MgSO47H2O 0.2 g， MnSO4H2O 0.01 g， Fe。

11、SO4 7H2O 0.01 g， 生物素 610-4 g， VB1 410-4 g， 加入 1L 水中， CaCO3 10 g， 单独灭菌， 150 维持 2 h 后再加入该水中 ； 0012 （二） 干酪乳杆菌培养， 种子培养基组成 ： 葡萄糖 20 g/L， 蛋白胨 5 g/L， 酵母粉 5 g/L， K2HPO43H2O 1 g/L， (NH4)2SO4 1 g/L， MgSO47H2O 0.2 g/L， MnSO4H2O 0.01 g/L， FeSO47H2O 0.01 g/L， pH 6.5， 按常规方法进行培养， 得干酪乳杆菌种子液 ； 说 明 书 CN 102827884 B 3。

12、 2/4 页 4 0013 （三） 玉米浸泡， 玉米与水的质量比为5:4， 将干酪乳杆菌种子液以10 %接种玉米浸 泡水中进行发酵培养， 通入 SO2， 使亚硫酸 SO2的终浓度为 0.15-0.18%， pH 维持在 3.6-4.0、 温度 45-55维持 2-3 h ； 0014 （四） 然后将步骤 （三） 的浸泡水转入下一个装有同样质量玉米的容器中， 补足水使 玉米与水的质量比为 5:4， 温度 45-55， 继续培养 2-3 h， 以此类推， 直到第 12 次， 浸泡结 束， 所泡玉米进行粉碎制备淀粉， 所得的浸泡水中 L- 乳酸的含量为 22-25 g/L ； 0015 （五）对浸泡。

13、水进行分离提纯 ： 首先用离心法去除菌体及大分子物质， 再用活性 炭进行脱色处理 ； 之后选用孔径为 0.20 m 的超滤膜， 在压力为 0.1-0.2 MPa、 膜面流速 为 4.0-5.0 m/s 下进行分离， pH 值控制在 6.0-7.0 范围内， 选用 315 型离子交换树脂为 色谱分离介质， 移动床上柱 pH 值为 1.5-2.0， 以 1.2 -1.7 BV/h 流速上柱， 流出液的 pH 为 2.75-3.15 时停止上柱， 再以 1.2-1.7 BV/h 用去离子水进行洗脱完成乳酸提取， 得到 L- 乳 酸。 0016 该方法是在玉米浸泡初始接入乳酸菌， 伴随着玉米浸泡的过程。

14、积累 L- 乳酸， 然后 采用膜分离法和移动床色谱分离法为主要分离纯化方法， 从发酵液中分离得到 L- 乳酸。 0017 本发明所述的方法是结合利用膜分离法和移动床色谱分离法提取在玉米浸泡过 程中乳酸菌积累的 L- 乳酸。该方法较原有工艺的显著特点是， 提出了针对玉米浸泡过程中 生产的 L- 乳酸的提取方法， 特别适合其产物成分复杂、 乳酸含量低的特点 ； 同时解决了现 有的乳酸钙结晶、 酸解方法的提取率低、 萃取法的萃取剂有毒且 L- 乳酸不易从萃取剂中分 离、 静态交换容量低等问题。 具体实施方式 0018 实施例 1 ： 0019 （一） 浸泡玉米用水的制备 ： 将如下物质 ： 葡萄糖 。

15、20 g， 糖蜜 10 g， 蛋白胨 2 g， K2HPO43H2O 1 g， (NH4)2SO4 1 g， 柠檬酸铵 0.2 g， MgSO47H2O 0.2 g， MnSO4H2O 0.01 g， FeSO47H2O 0.01 g， 生物素 610-4 g， VB1 410-4 g， 加入 1 L 水中， CaCO3 10 g， 单独灭 菌， 150 维持 2 h 后再加入该水中 ； 0020 （二） 干酪乳杆菌培养， 种子培养基组成 ： 葡萄糖 20g/L， 蛋白胨 5 g/L， 酵母粉 5 g/L， K2HPO43H2O 1 g/L， (NH4)2SO4 1 g/L， MgSO47H2。

16、O 0.2 g/L， MnSO4H2O 0.01 g/L， FeSO47H2O 0.01 g/L， pH 6.5， 按常规方法进行培养， 得干酪乳杆菌种子液 ； 0021 （三） 在 500 mL 三角瓶中， 装入 250 g 玉米， 200 mL 浸泡玉米用水， 接种 20 mL 干 酪乳杆菌种子液， 通入 SO2， 使亚硫酸 SO2的终浓度为 0.15%， pH 维持在 3.6、 45维持 2 h ； 0022 （四） 然后将步骤 （三） 的浸泡水转入下一个装有同样质量玉米的 500 mL 三角瓶中， 补足水使玉米与水的质量比为5:4， 温度45 ， 继续培养2 h， 以此类推， 直到第1。

17、2次， 浸泡 结束， 所泡玉米进行粉碎制备淀粉， 所得的浸泡水作为种子液循环使用， 其中 L- 乳酸的含 量为 22-25 g/L ； 0023 （五） 对浸泡水进行分离提纯 ： 首先用离心法去除菌体及大分子物质， 再用活性炭 进行脱色处理 ； 之后选用孔径为 0.20 m 的超滤膜， 在压力为 0.1 MPa、 膜面流速为 4.0 m/ s 下进行分离， pH 值控制在 6.0， 选用 315 型离子交换树脂为色谱分离介质， 移动床上柱 pH 值为 1.5， 以 1.2 BV/h 流速上柱， 流出液的 pH 为 2.75-3.15 时停止上柱， 再以 1.2 BV/h 用 说 明 书 CN 。

18、102827884 B 4 3/4 页 5 去离子水进行洗脱完成乳酸提取， 得到 L- 乳酸。 0024 实施例 2 ： 0025 （一） 浸泡玉米用水的制备 ： 将如下物质 ： 葡萄糖 20 g， 糖蜜 10 g， 蛋白胨 2 g， K2HPO43H2O 1 g， (NH4)2SO4 1 g， 柠檬酸铵 0.2 g， MgSO47H2O 0.2 g， MnSO4H2O 0.01 g， FeSO47H2O 0.01 g， 生物素 610-4 g， VB1 410-4 g， 加入 1 L 水中， CaCO3 10 g， 单独灭 菌， 150 维持 2 h 后再加入该水中 ； 0026 （二） 干。

19、酪乳杆菌培养， 种子培养基组成 ： 葡萄糖 20g/L， 蛋白胨 5 g/L， 酵母粉 5 g/L， K2HPO43H2O 1 g/L， (NH4)2SO4 1 g/L， MgSO47H2O 0.2 g/L， MnSO4H2O 0.01 g/L， FeSO47H2O 0.01 g/L， pH 6.5， 按常规方法进行培养， 得干酪乳杆菌种子液 ； 0027 （三） 玉米浸泡， 在 100 L 不锈钢罐中， 装入 50 kg 玉米， 40 L 浸泡玉米用水， 接种 4 L 干酪乳杆菌种子液， 通入 SO2， 使亚硫酸 SO2的终浓度为 0.17%， pH 维持在 3.8、 50维持 2.5 h 。

20、； 在此过程中， 用泵使浸泡水循环， 以保证浸泡充分和维持温度 ； 0028 （四） 然后将步骤 （三） 的浸泡水转入下一个装有同样质量玉米的 100 L 不锈钢罐 中， 补足水使玉米与水的质量比为 5:4， 温度 50 ， 继续培养 2.5 h， 以此类推， 直到第 12 次， 浸泡结束， 所泡玉米进行粉碎制备淀粉， 所得的浸泡水作为种子液循环使用 ； 其中 L- 乳 酸的含量为 24-30 g/L ； 0029 （五） 对浸泡水进行分离提纯 ： 首先用离心法去除菌体及大分子物质， 再用活性炭 进行脱色处理 ； 之后选用孔径为 0.20 m 的超滤膜， 在压力为 0.15 MPa、 膜面流速。

21、为 4. 5 m/s 下进行分离， pH 值控制在 6.5 范围内， 选用 315 型离子交换树脂为色谱分离介质， 移动 床上柱pH值为1.8， 以1.5 BV/h流速上柱， 流出液的pH为2.75-3.15时停止上柱， 再以1.5 BV/h 用去离子水进行洗脱完成乳酸提取， 得到 L- 乳酸。 0030 实施例 3 ： 0031 （一） 浸泡玉米用水的制备 ： 将如下物质 ： 葡萄糖 20 g， 糖蜜 10 g， 蛋白胨 2 g， K2HPO43H2O 1 g， (NH4)2SO4 1 g， 柠檬酸铵 0.2 g， MgSO47H2O 0.2 g， MnSO4H2O 0.01 g， FeSO。

22、47H2O 0.01 g， 生物素 610-4 g， VB1 410-4 g， 加入 1 L 水中， CaCO3 10 g， 单独灭 菌， 150 维持 2 h 后再加入该水中 ； 0032 （二） 干酪乳杆菌培养， 种子培养基组成 ： 葡萄糖 20g/L， 蛋白胨 5 g/L， 酵母粉 5 g/L， K2HPO43H2O 1 g/L， (NH4)2SO4 1 g/L， MgSO47H2O 0.2 g/L， MnSO4H2O 0.01 g/L， FeSO47H2O 0.01 g/L， pH 6.5， 按常规方法进行培养， 得干酪乳杆菌种子液 ； 0033 （三） 玉米浸泡， 在 100 L 不。

23、锈钢罐中， 装入 50 kg 玉米， 40 L 浸泡玉米用水， 接种 4 L 干酪乳杆菌种子液， 通入 SO2， 使亚硫酸 SO2的终浓度为 0.18%， pH 维持在 4.0、 温度 55维 持 3 h ； 在此过程中， 用泵使浸泡水循环， 以保证浸泡充分和维持温度 ； 0034 （四） 然后将步骤 （三） 的浸泡水转入下一个装有同样质量玉米的 100 L 不锈钢罐 中， 补足水使玉米与水的质量比为 5:4， 温度 55 ， 继续培养 3 h， 以此类推， 直到第 12 次， 浸泡结束， 所泡玉米进行粉碎制备淀粉， 所得的浸泡水作为种子液循环使用 ； 其中 L- 乳酸 的含量为 23-26 。

24、g/L ； 0035 （五） 对浸泡水进行分离提纯 ： 首先用离心法去除菌体及大分子物质， 再用活性炭 进行脱色处理 ； 之后选用孔径为 0.20 m 的超滤膜， 在压力为 0.2 MPa、 膜面流速为 5.0 m/ s 下进行分离， pH 值控制在 7.0 范围内， 选用 315 型离子交换树脂为色谱分离介质， 移动床 说 明 书 CN 102827884 B 5 4/4 页 6 上柱 pH 值为 2.0， 以 1.7 BV/h 流速上柱， 流出液的 pH 为 2.75-3.15 时停止上柱， 再以 1.7 BV/h 用去离子水进行洗脱完成乳酸提取， 得到 L- 乳酸。 说 明 书 CN 102827884 B 6 。