[发明专利]一种利用米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸的方法。

背景技术

L-乳酸是21世纪最具应用潜力的有机酸之一。L-乳酸及其衍生物既是重要的有机化工原料，又是重要的精细化学品，被广泛应用于食品、农业、环保、医药、饲料、日用品、化工等领域。发酵法生产L?乳酸的菌种主要有乳酸杆菌属(Lactobacillus)和根霉属(Rhizopus)。用根霉发酵生产L?乳酸为好氧发酵，存在工艺能耗大、糖利用率低等缺点。采用乳酸菌发酵生产L?乳酸具有糖利用率高、不耗氧、能耗低、设备简单、操作方便等优点，在乳酸工业中具有广阔的发展前景。

我国甘薯资源丰富，总产量占世界产量的80%之多，其中尤以安徽、四川、山东、河南、河北地区的产量较多。在甘薯精深加工的研究方面，日本的进展最突出，目前利用甘薯淀粉为碳源发酵生产有机酸和乙醇是甘薯精深加工的两个重要方面。乳酸发酵主要分为乳酸菌发酵和根霉菌发酵两大类，根霉发酵的特点是:营养要求简单、发酵温度适中，所产L-乳酸的的光学纯度高；但易染杂菌，对无菌操作要求严格，且没有乳酸菌对糖的利用率高。对于这些缺点可以通过改善操作环境和调控发酵工艺予以克服。要想制得高质量的聚乳酸，其直接原料L-乳酸必须具有高的光学纯度。

发明内容

本发明提供了一种利用米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸的方法，本发明以米根霉为出发菌株，以资源丰富的甘薯淀粉为碳源，通过摇瓶试验确定了米根霉的最佳培养条件。

1.      一种利用米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，在500 mL三角瓶中加入一定量的发酵培养基，115℃灭菌20 min，10%的接种量接入液体种子，220 r/min，在一定的温度下摇床培养60 h。

2.      其中，发酵培养基(%): 液化甘薯淀粉15，(NH₄)₂SO₄ 0.4，KH₂PO₄ 0.03，ZnSO₄·7H₂O 0.044，MgSO₄·7H₂O 0.025，CaCO₃ 7.0(单独灭菌)。

3.      按10 mL/100 mL三角瓶的装液量装入种子培养基，115℃灭菌20 min，接种浓度约10⁶个孢子/mL，32℃，220 r/min，旋转振荡培养16 h。

4.      种子培养基（%）:葡萄糖5，液化甘薯淀粉5，(NH₄)₂SO₄ 0.4，KH₂PO₄ 0.03，ZnSO₄·7H₂O 0.044，MgSO₄·7H₂O 0.025，FeSO₄ 0.001。

5.      液化甘薯淀粉的最佳浓度为145 g/L。

6.      氮源硫酸铵的最佳浓度为0.6%。 

7.      最佳发酵温度为33℃。

8.      最佳装液量为100 mL/500 mL。

本发明的有益效果在于：本发明以甘薯淀粉为碳源，优化米根霉菌株摇瓶发酵工艺及主要影响因素的研究。

附图说明

图1 液化甘薯淀粉对L-乳酸发酵的影响。

图2 不同氮源浓度对生物量的影响。

图3不同氮源浓度对产酸的影响。

图4不同温度对L-乳酸发酵的影响。

图5 不同装液量对L-乳酸发酵的影响。

下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。

本发明所用的菌株为米根霉，购买于ACCC，编号为：ACCC31805。

实施案例1

本实施案例说明液化甘薯淀粉对L-乳酸发酵的影响，我们选择了100-180不g/L之间不同的浓度进行试验，结果见图1。 

从图1可以看出，随碳源质量浓度的增高，转化率降低，当碳源质量浓度超过160 g/L时，残糖明显增高，产酸反而大幅度降低，可能由于过高浓度的底物对米根霉的生长和发酵产生了抑制。120 g/L-150 g/L的底物浓度适于米根霉L-乳酸发酵，所以本试验采用145 g/L的液化甘薯淀粉浓度。