[发明专利]基于根霉菌的L－乳酸铵的连续生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及L-乳酸铵的的生产方法，尤其涉及一种L-乳酸铵的发酵生产方法。

背景技术

乳酸是重要的有机酸，广泛存在于生物体内，发酵法可以产生D-乳酸、L-乳酸两种旋光异构体。由于人体和许多生物体只含有L-乳酸脱氢酶，因此只能代谢利用其中的L-乳酸，而D-乳酸则不能被人体降解。世界卫生组织由此提倡使用L-乳酸作为食品添加剂和内服药，取代目前普遍使用的DL-乳酸。此外，L-乳酸，L-乳酸盐及其聚合物还广泛应用于医药、农业和化学工业。尤其近几年，人们利用L-乳酸聚合生成的聚L-乳酸生物降解塑料、绿色包装材料及家用和农用薄膜，用以解决日益严重的环境污染问题，引起了世界的广泛关注，应用前景十分广阔。目前L-乳酸已成为市场急需的产品，被称为“化工产品中沉睡的巨人”，因此其应用前景无法估量。

目前生产乳酸一般是通过称之为乳酸菌的细菌来进行，如CN1097635C和CN1306091A公开的技术，其中主要有乳酸杆菌属(lactobacillus)、乳球菌属(lactococcus)等在适当培养基和工艺条件下进行发酵的，利用这些菌体发酵时，发酵转化率较高，一般大于90％，但所需要的培养基条件复杂，生产成本较高，容易消旋得到DL-乳酸，同时由于菌体较小，其与发酵液的分离也比较困难。

另一种发酵乳酸常用的方法是利用根霉菌属的丝状真菌进行L-乳酸的发酵。通常为有氧发酵，但其对糖转化率较低，一般在70-85％左右，其培养条件简单，添加的微量元素少，选育高糖化水平的菌株可以直接利用淀粉水解液发酵。整个过程发酵液比较清，杂质少，有利于乳酸的分离过程。例如Hang等(Yu RC，Yang Y D.Kinetics of directfermentation of agricultural commodities to L(+)-lactic acid by Rhizopus oryzae，Biotechnol-lett，1989，11(8)：597-600)对米根霉直接发酵农产品生产L-乳酸进行研究，以碳酸钙为中和剂，每千克粗淀粉原料(玉米)可生成350g以上的L-乳酸。曹本昌等人(曹本昌，徐建林，匡群.根霉发酵L-乳酸。食品与发酵工业，1991，(1)：37-40)选育了一株产L-乳酸的根霉JSMI-R73，在500升发酵罐，当口服葡萄糖浓度为10％时产酸70g/L，1 3％时产酸101g/L以上，该菌可以玉米粉作为培养基，当玉米粉浓度为12％时产酸70g/L以上，20％时产酸105g/L以上，其中L-乳酸的纯度最高达99％；蒋明珠等人(蒋明珠，吴芷萍，许孟琴等.L-乳酸发酵的研究，微生物学报，1991，31，41-47)以根霉R-47为菌种，在摇瓶培养条件下，初始葡萄糖浓度为15％、产L-乳酸达118.4g/L，对糖的转化率达78.9％；虞东胜等人(虞东胜，周晓燕，王健等.米根霉发酵生产L-乳酸，工业微生物，2000，30(3)：4-7)以米根霉Rs928为菌种葡萄糖为发酵碳源，在60t发酵罐中，当总糖平均浓度为174g/L时，发酵61h产L-乳酸140g/L，对糖转化率为80.4％。以上工艺均为用碳酸钙中和发酵，在分离时将会产生大量的硫酸钙废渣，很难实现清洁生产。而且其为分批发酵，菌种利用率不高，转化率也上不去，发酵强度也比较低。