[发明专利]一种双酶解农作物下脚料双菌株发酵产L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及L-乳酸制备领域，具体涉及一种双酶解农作物下脚料双菌株发酵产L-乳酸的方法。

背景技术

L-乳酸是一种重要的有机酸，在化工、食品、医药等行业有着广泛的应用.近年来，聚乳酸类生物降解塑料的开发使L-乳酸的需求量猛增。L-乳酸以其具有的独特构型优势展示了其广泛的应用前景。随着石油资源的枯竭和新型环保材料——聚乳酸需求量的大幅度增加，人们正在努力寻找替代石油燃料的新能源和降低L-乳酸生产成本的新原料

以木质纤维素为原料生产L-乳酸受到越来越多的关注和研究，木质纤维素主要是由纤维素、半纤维素和木质素混合的材料。在植物纤维素中，纤维素、半纤维素占木质纤维素质量的70％，纤维素和半纤维素必须经过水解分别形成六碳糖和五碳糖后，才能被微生物利用而发酵生产L-乳酸。天然半纤维素水解产物的85％～90％是木糖。因此，为降低L-乳酸的生产成本，开发更为高效、经济的生产工艺，实现利用纤维素生产L-乳酸的工业化已成为当务之急。

酶工程的发展使人们对纤维素酶解技术有了了解，纤维素的酶解技术开始有了进一步的发展。纤维素酶水解可在常温下进行，对设备的要求简单，不产生对后续发酵有害的物质，这可大大节约能源和减少设备投资。纤维素的酶解技术世界上许多工业国家以及科研机构都在积极开发，工业化进展正在进行。但是酶解纤维素转化率低，酶活性不稳定极大地限制了纤维素酶解的生产利用。近年来，多种纤维素酶混合使用，酶的超滤膜回收以及纤维素酶基因克隆与表达为解决这些问题提供了很好地借鉴。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双酶解农作物下脚料双菌株发酵产L-乳酸的方法，增加了酶解糖化液的利用率，提高了L-乳酸产量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种双酶解农作物下脚料双菌株发酵产L-乳酸的方法，包括如下步骤：

S1、将甘蔗渣打碎后，用质量分数为0.5％的NaOH溶液对蔗渣粉末进行喷洒，喷洒均匀后揉搓5min，置于45℃的环境中12h，每隔4h喷洒揉搓一次，每次5min，得蔗渣；

S2、取2g所得的蔗渣添加30ml蒸馏水后调整pH至4.8后，添加纤维素酶和木聚糖酶各1mL，置于50℃摇床上酶解糖化8h，过滤，得糖化液；

S3、将步骤S2所得的糖化液在0.09个大气压条件下，水浴加热至53℃，转速60-80浓缩到一定糖浓度的糖化液；

S4、取蛋白胨10，酵母膏5g，MgSO₄.7H₂O0.5，(NH)₄SO₄4，KH₂PO₄0.4，NaCl0.1g，CaCO₄3g，步骤S3所得的糖化液50ml配备发酵培养基；

S5、取5mL干酪乳杆菌的种子液接种于步骤S4配备的发酵培养基中，置于摇床培养温度35℃，速率150r/min；培养24h后，取出发酵瓶，接种5mL米根霉的种子液，置于摇床培养60h，温度32℃，速率200r/min。

其中，干酪乳杆菌的种子培养液包含以下成分(g/L)：葡萄糖50，蛋白胨10，牛肉膏5，酵母膏5，无水乙酸钠5，MgSO₄.7H₂O20mL，MnSO₄.7H₂O20mL，碳酸钙20g，pH6.8，吐温1mL。

其中，米根霉的种子培养液包含以下成分(g/L)：葡萄糖80，(NH)₄SO₄4，KH₂PO₄0.3，ZnSO₄.7H₂O0.44，MgSO₄.7H₂O0.25。

其中，本申请中压缩成一定的糖浓度是为了微生物发酵所需的糖浓度，如果糖浓度过低，则乳酸产量过低。

本发明具有以下有益效果：

通过揉搓处理使纤维素酶与木质纤维素底物直接接触的更彻底，一方面提高了纤维素酶对木质纤维素的反应性，另一方面提高了纤维素酶的活力，同时加入纤维素酶和木聚糖酶使甘蔗渣水解更加完全，通过干酪乳杆菌与米根霉的合理添加，提高了糖化液的利用率，提高了L-乳酸的产量。

附图说明

图1为本发明实施例一种双酶解农作物下脚料双菌株发酵产L-乳酸的方法的流程图。