一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及乳酸的制備方法，具體涉及到一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乳酸是以農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵提取而制得的一種有機(jī)酸，是可降解環(huán)保材料聚乳酸單體的原材料，被廣泛運(yùn)用于食品、飲料、醫(yī)藥和保健品中。乳酸的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法，酶法合成和發(fā)酵法。乳酸的發(fā)酵生產(chǎn)法的發(fā)酵底物多為能夠直接被乳酸菌降解的葡萄糖或者蔗糖，配以其他的營養(yǎng)物質(zhì)，不能夠直接利用生物原料，使得生產(chǎn)成本增加。同時(shí)現(xiàn)有的發(fā)酵方法工藝指標(biāo)不成熟，發(fā)酵周期長，產(chǎn)酸低。
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提出了一種新的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法。
[0005]為達(dá)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:提供一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟:
發(fā)酵底物的制備:取新鮮去莖葉的甜菜，將其切塊壓榨，壓榨液過100目篩，濾液加熱至85°C，保溫40分鐘后過150目篩，然后加入活性炭脫色過濾，冷卻至常溫得到甜菜營養(yǎng)液；在甜菜營養(yǎng)液中加入發(fā)酵培養(yǎng)基和水，得到發(fā)酵底物；發(fā)酵底物中甜菜營養(yǎng)液、發(fā)酵培養(yǎng)基與水的重量比例為10:1:10 ;發(fā)酵培養(yǎng)基包括酵母膏10份、硫酸銨2份、磷酸氫鉀I份；
菌種的選育:選取三種能夠發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌；將三種發(fā)酵菌分別活化，并分別在種子培養(yǎng)基中生成種子培養(yǎng)液；
發(fā)酵過程:在發(fā)酵罐內(nèi)加入發(fā)酵底物和嗜熱鏈球菌，混合發(fā)酵9小時(shí)，得到第一次發(fā)酵液，然后在第一次發(fā)酵液中加入賴氏乳桿菌和發(fā)酵底物重量0.01%的促進(jìn)劑A大豆磷酯，再混合發(fā)酵10小時(shí)，得到第二次發(fā)酵液，然后在第二次發(fā)酵液中加入腸膜明串珠菌和發(fā)酵底物重量0.01%的促進(jìn)劑B丙酮酸鈣，混合發(fā)酵至發(fā)酵結(jié)束。
[0006]其中，在發(fā)酵過程中，嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌的接種量分別為5%、7% 和 9% ο
[0007]其中，種子培養(yǎng)基是以蒸餾水為溶劑，包括牛肉膏10g/L，酵母粉20 g/L，葡萄糖15g/L，乙酸鈉5 g/L，檸檬酸二胺I g/L，硫酸鎂0.2 g/L和硫酸錳0.05 g/L, PH5.5 ;分別將活化的三種發(fā)酵菌加入種子培養(yǎng)基內(nèi)，在37°C條件下培養(yǎng)10小時(shí)獲得種子培養(yǎng)液。
[0008]其中，發(fā)酵結(jié)束條件為發(fā)酵時(shí)間總長大于60小時(shí)或者入發(fā)酵罐內(nèi)可溶性總糖濃度的質(zhì)量百分比低于1%。
[0009]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的公開的方法可以利用糖用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
制備發(fā)酵底物:取新鮮去莖葉的糖用甜菜，將其切塊壓榨，壓榨液過100目篩，濾液加熱至85 °C，保溫40分鐘后過150目篩，然后加入活性炭脫色過濾，冷卻至常溫得到甜菜營養(yǎng)液。在10kg甜菜營養(yǎng)液中加入1kg發(fā)酵培養(yǎng)基和10kg水，得到發(fā)酵底物。發(fā)酵培養(yǎng)基包括酵母膏10kg、硫酸錢2kg、磷酸氫鉀1kg、梓檬酸二胺1kg。
[0011]菌種的選育:選取三種能夠發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌。將三種發(fā)酵菌分別活化，并分別在種子培養(yǎng)基中生成種子培養(yǎng)液。
[0012]其中種子培養(yǎng)基是以蒸餾水為溶劑，包括牛肉膏10g/L，酵母粉20 g/L，葡萄糖15g/L,乙酸鈉5 g/L，檸檬酸二胺I g/L，硫酸鎂0.2 g/L和硫酸錳0.05 g/L, PH5.5 ;分別將活化的三種發(fā)酵菌加入種子培養(yǎng)基內(nèi)，在37°C條件下培養(yǎng)10小時(shí)獲得種子培養(yǎng)液。
[0013]發(fā)酵過程:在500L的發(fā)酵罐內(nèi)加入220kg的發(fā)酵底物和接種量5%嗜熱鏈球菌，混合發(fā)酵9小時(shí)，得到第一次發(fā)酵液。然后在第一次發(fā)酵液中加入接種量為7%的賴氏乳桿菌和2.2g的促進(jìn)劑A大豆磷酯，再混合發(fā)酵10小時(shí)，得到第二次發(fā)酵液。然后在第二次發(fā)酵液中加入接種量9%的腸膜明串珠菌和2.2g促進(jìn)劑B混合發(fā)酵至發(fā)酵結(jié)束。
[0014]在發(fā)酵過程中對發(fā)酵罐內(nèi)的總糖濃度和乳酸濃度進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過60小時(shí)后結(jié)束發(fā)酵。同時(shí)檢測發(fā)酵結(jié)束后乳酸的含量。
[0015]實(shí)施例2
制備發(fā)酵底物:取新鮮去莖葉的糖用甜菜，將其切塊壓榨，壓榨液過100目篩，濾液加熱至85 °C，保溫40分鐘后過150目篩，然后加入活性炭脫色過濾，冷卻至常溫得到甜菜營養(yǎng)液。在10kg甜菜營養(yǎng)液中加入1kg發(fā)酵培養(yǎng)基和10kg水，得到發(fā)酵底物。發(fā)酵培養(yǎng)基包括酵母膏10kg、硫酸錢2kg、磷酸氫鉀1kg、梓檬酸二胺1kg。
[0016]菌種的選育:能夠發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的嗜熱鏈球菌，將發(fā)酵菌分別活化，并在種子培養(yǎng)基中生成種子培養(yǎng)液。
[0017]發(fā)酵過程:在500L的發(fā)酵罐內(nèi)加入220kg的發(fā)酵底物和接種量5%的嗜熱鏈球菌，混合發(fā)酵9小時(shí)，得到第一次發(fā)酵液。然后在第一次發(fā)酵液中加入接種量為7%的嗜熱鏈球菌和2.2g的促進(jìn)劑A大豆磷酯，再混合發(fā)酵10小時(shí)，得到第二次發(fā)酵液。然后在第二次發(fā)酵液中加入接種量9%的嗜熱鏈球菌和2.2g促進(jìn)劑B混合發(fā)酵至發(fā)酵結(jié)束。
[0018]在發(fā)酵過程中對發(fā)酵罐內(nèi)的總糖濃度和乳酸濃度進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過60小時(shí)后結(jié)束發(fā)酵。
[0019]實(shí)施例3
制備發(fā)酵底物:取新鮮去莖葉的糖用甜菜，將其切塊壓榨，壓榨液過100目篩，濾液加熱至85 °C，保溫40分鐘后過150目篩，然后加入活性炭脫色過濾，冷卻至常溫得到甜菜營養(yǎng)液。在10kg甜菜營養(yǎng)液中加入1kg發(fā)酵培養(yǎng)基和10kg水，得到發(fā)酵底物。發(fā)酵培養(yǎng)基包括酵母膏10kg、硫酸錢2kg、磷酸氫鉀1kg、梓檬酸二胺1kg。
[0020]菌種的選育:選取三種能夠發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌。將三種發(fā)酵菌分別活化，并分別在種子培養(yǎng)基中生成種子培養(yǎng)液。
[0021]發(fā)酵過程:在500L的發(fā)酵罐內(nèi)加入220kg的發(fā)酵底物和接種量5%嗜熱鏈球菌，混合發(fā)酵9小時(shí)，得到第一次發(fā)酵液。然后在第一次發(fā)酵液中加入接種量為7%的賴氏乳桿菌，再混合發(fā)酵10小時(shí)，得到第二次發(fā)酵液。然后在第二次發(fā)酵液中加入接種量9%的腸膜明串珠菌混合發(fā)酵至發(fā)酵結(jié)束。
[0022]在發(fā)酵過程中對發(fā)酵罐內(nèi)的總糖濃度和乳酸濃度進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過60小時(shí)后結(jié)束發(fā)酵。同時(shí)檢測發(fā)酵結(jié)束后乳酸的含量。
[0023]實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
實(shí)施例1的發(fā)酵過程使用了三種發(fā)酵菌進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵，同時(shí)加入了促進(jìn)劑A和促進(jìn)劑B，實(shí)施例2的發(fā)酵過程采用了單種發(fā)酵菌發(fā)酵，同時(shí)加入了促進(jìn)劑A和促進(jìn)劑B，實(shí)施例3的發(fā)酵過程采用了三種發(fā)酵菌進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵，但是沒有添加促進(jìn)劑A和促進(jìn)劑B。實(shí)施例1至實(shí)施例3中的乳酸含量分別為98g/L，72 g/L和82 g/L，由此可見，采用復(fù)合發(fā)酵菌進(jìn)行發(fā)酵相比單一的發(fā)酵菌的發(fā)酵方式，具有明顯的優(yōu)勢，同時(shí)，促進(jìn)劑A和促進(jìn)劑B的作用明顯，能夠在同等條件下大幅提高乳酸菌的轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化程度，獲得更高產(chǎn)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟: 發(fā)酵底物的制備:取新鮮去莖葉的甜菜，將其切塊壓榨，壓榨液過100目篩，濾液加熱至85°C，保溫40分鐘后過150目篩，然后加入活性炭脫色過濾，冷卻至常溫得到甜菜營養(yǎng)液；在甜菜營養(yǎng)液中加入發(fā)酵培養(yǎng)基和水，得到發(fā)酵底物；發(fā)酵底物中甜菜營養(yǎng)液、發(fā)酵培養(yǎng)基與水的重量比例為10:1:10 ;發(fā)酵培養(yǎng)基包括酵母膏10份、硫酸銨2份、磷酸氫鉀I份； 菌種的選育:選取三種能夠發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌；將三種發(fā)酵菌分別活化，并分別在種子培養(yǎng)基中生成種子培養(yǎng)液； 發(fā)酵過程:在發(fā)酵罐內(nèi)加入發(fā)酵底物和嗜熱鏈球菌，混合發(fā)酵9小時(shí)，得到第一次發(fā)酵液，然后在第一次發(fā)酵液中加入賴氏乳桿菌和發(fā)酵底物重量0.01%的促進(jìn)劑A大豆磷酯，再混合發(fā)酵10小時(shí)，得到第二次發(fā)酵液，然后在第二次發(fā)酵液中加入腸膜明串珠菌和發(fā)酵底物重量0.01%的促進(jìn)劑B丙酮酸鈣，混合發(fā)酵至發(fā)酵結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在發(fā)酵過程中，嗜熱鏈球菌、賴氏乳桿菌和腸膜明串珠菌的接種量分別為5%、7%和9%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述種子培養(yǎng)基是以蒸餾水為溶劑，包括牛肉膏10g/L，酵母粉20 g/L，葡萄糖15 g/L，乙酸鈉5 g/L，梓檬酸二胺I g/L，硫酸鎂0.2 g/L和硫酸錳0.05 g/L, PH5.5 ;分別將活化的三種發(fā)酵菌加入種子培養(yǎng)基內(nèi)，在37°C條件下培養(yǎng)10小時(shí)獲得種子培養(yǎng)液。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述發(fā)酵結(jié)束條件為發(fā)酵時(shí)間總長大于60小時(shí)或者入發(fā)酵罐內(nèi)可溶性總糖濃度的質(zhì)量百分比低于1%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用甜菜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括發(fā)酵底物的制備，菌種的選育，在甜菜營養(yǎng)液中加入發(fā)酵培養(yǎng)基，在不同的發(fā)酵時(shí)間加入不同的發(fā)酵菌，并加入促進(jìn)劑促進(jìn)發(fā)酵。本發(fā)明公開的方法能夠?qū)⑻鸩税l(fā)酵生產(chǎn)乳酸，具有良好的轉(zhuǎn)化效率。
【IPC分類】C12R1-01, C12P7-56, C12R1-225, C12P39-00, C12R1-46
【公開號(hào)】CN104630321
【申請?zhí)枴緾N201510118502
【發(fā)明人】余波
【申請人】成都東唐金開科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年3月18日