專利名稱：一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)乳酸的方法，特別是一種采用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法。
背景技術(shù)：
乳酸學名α-羥基丙酸，在工業(yè)上有廣泛的用途，被大量地運用于食品、醫(yī)藥、皮革、紡織工業(yè)等領域。由于乳酸的運用范圍很廣泛，它的需求量也在不斷地增加。目前乳酸發(fā)酵所采用的原料多為葡萄糖或淀粉質(zhì)原料，這些原料的價格不斷上升，使得乳酸的生產(chǎn)成本增加，其相關(guān)產(chǎn)品的成本也不斷提高。大豆糖蜜是醇法生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白的副產(chǎn)物，因富含糖類物質(zhì)，顏色和流動性類似蜂蜜，所以命名為大豆糖蜜。由于大豆糖蜜性狀比較黏稠，非常難處理，大多數(shù)企業(yè)將其作為廢液排放或以低廉的價格(每噸約幾百元)作為飼料或發(fā)酵工業(yè)的原料出售。現(xiàn)有的文獻公開有采用甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)L-乳酸的方法，甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜的主要成份是蔗糖，而脫水大豆糖蜜中一般含有6% 8%粗蛋白(脂蛋白、糖蛋白、胰蛋白酶抑制劑)、5% 8%的脂類物質(zhì)(包括甘油酯、磷脂和植物甾醇)、7% 9%的灰分、6% 15%的大豆皂苷、1. 5% 2. 5%的大豆異黃酮、4% 6%的酚酸以及果膠質(zhì)、阿拉伯半乳糖等，其中大豆低聚糖為其主要成分，約含有 59% 62%，這些物質(zhì)的存在會直接影響到乳酸的發(fā)酵，另外大豆糖蜜的無機鹽類也不盡相同，故采用甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜生產(chǎn)乳酸的方法不適用于采用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。若能利用大豆糖蜜發(fā)酵乳酸，一方面可減輕對環(huán)境壓力，另一方面也可大大提高其經(jīng)濟價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以大豆糖蜜作為唯一碳源的大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟
(1)培養(yǎng)基的制備
菌種活化培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為6. 2-6. 4，常規(guī)高溫滅菌后得到菌種活化培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，蛋白胨8 13g，牛肉膏8 13g，酵母膏3 6g，檸檬酸三銨1 3g，乙酸鈉3 7g，葡萄糖17 23g，吐溫80 1 2mL, K2HPO4I 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g ；
種子培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為6. 2-6. 4，常規(guī)高溫滅菌后得到種子培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，大豆糖蜜80 120g，檸檬酸三銨1 3g， 乙酸鈉 3 7g, K2HPO4I 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g ；
發(fā)酵培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為4. 9-5. 2，常規(guī)高溫滅菌后得到發(fā)酵培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，大豆糖蜜240 280g，乙酸鈉3 7g， K2HPO4 1 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g, CaCO3 17 23g,NH4NO3 0. 10 0. 20g ；
(2)菌種活化將嗜酸乳桿菌以無菌操作方式按體積比4 6%的接種量接種于菌種活化培養(yǎng)基中，35 40°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，得到的菌種再按體積比4 6%的接種量轉(zhuǎn)接至另外一支菌種活化培養(yǎng)基中，35 40°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，如此轉(zhuǎn)接培養(yǎng)2 3次，至整支培養(yǎng)基在Mh內(nèi)變渾濁；
(3)種子培養(yǎng)將步驟(2)活化好的菌種按體積比8 13%的接種量接入種子培養(yǎng)基中 35 40°C靜置培養(yǎng)10 12h ；
(4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)乳酸將步驟(3)培養(yǎng)好的菌種按體積比8 13%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中放入搖床，在90 110rpm，35 40°C條件下發(fā)酵80 90h，得到乳酸。本發(fā)明以大豆糖蜜作為唯一碳源，再添加日常發(fā)酵所需的培養(yǎng)基，采用嗜酸乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，乳酸產(chǎn)量可達到50. 08g/L。大豆糖蜜是油脂加工中的廢棄物，由于水分含量較高，比較容易腐敗變質(zhì)發(fā)出酸臭氣味，給企業(yè)生產(chǎn)帶來極大的不便。使用大豆糖蜜作為碳源，可以實現(xiàn)廢物的資源化，降低成本，而且發(fā)酵乳酸后的殘渣更加利于作為飼料使用。 無論從資源的有效利用還是環(huán)境保護方面都具有重要的意義。下面，結(jié)合實施例對本發(fā)明之一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法的技術(shù)特征作進一步的說明。
具體實施例方式實施例一
一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，包括以下步驟 (1)培養(yǎng)基的制備
菌種活化培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，用lmol/LHCL或Imol/LNaOH調(diào)節(jié)pH為 6. 2-6. 4，12rC,15min滅菌后得到菌種活化培養(yǎng)基，分裝于15X150的試管中，每管20mL, 塞上不透氣的橡膠塞備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為蒸餾水1L，蛋白胨10g，牛肉膏 IOg,酵母膏5g，檸檬酸三銨2g，乙酸鈉5g，葡萄糖20g，吐溫80 ImL, K2HP042g, MgSO4 · 7H20 0. 58g, MnSO4·4Η20 0. 25g ；
種子培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，用lmol/LHCL或Imol/LNaOH調(diào)節(jié)pH為 6. 2-6. 4，12rC,15min滅菌后得到種子培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為蒸餾水 1L,大豆糖蜜 100g,檸檬酸三銨 2g，乙酸鈉 5g，K2HP042g, MgSO4 · 7H20 0. 58g，MnSO4·4Η20 0. 25g ；
發(fā)酵培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，用lmol/LHCL或Imol/LNaOH調(diào)節(jié)pH為5. 0， 12rC,15min滅菌后得到發(fā)酵培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為蒸餾水1L，大豆糖蜜 260g,乙酸鈉 5g, K2HPO4 2g, MgSO4 · 7H20 0. 58g, MnSO4·4Η20 0. 25g, CaCO3 20g, NH4NO3 0. 16g。(2)菌種活化將嗜酸乳桿菌以無菌操作方式按體積比5%的接種量接種于菌種活化培養(yǎng)基中，37°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，再按體積比5%的接種量轉(zhuǎn)接至另外一支菌種活化培養(yǎng)基中，37°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，如此轉(zhuǎn)接培養(yǎng)2 3次，至整支培養(yǎng)基在Mh內(nèi)變渾濁即可。(3)種子培養(yǎng)將步驟(2)活化好的菌種按體積比10%的接種量接入種子培養(yǎng)基中
437°C靜置培養(yǎng)IOh ；
種子培養(yǎng)過程中，每隔池取樣測其OD值(波長580nm)，以培養(yǎng)時間為橫坐標，OD值為縱坐標繪制菌種生長曲線，該菌種在培養(yǎng)4h左右開始進入對數(shù)生長期，之后菌體數(shù)量迅速增加；1 后，菌體數(shù)量進入穩(wěn)定期；可見該菌株的對數(shù)生長期應該在4 12h，選擇培養(yǎng) IOh的菌種按體積比10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，此時菌種的活力最好。(4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)乳酸將步驟(3)培養(yǎng)好的菌種按體積比10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中放入搖床，在100rpm，37°C條件下發(fā)酵84h，得到乳酸，測量得乳酸產(chǎn)量為50. 08g/L。本發(fā)明所述的高溫滅菌工序與現(xiàn)有技術(shù)相同，除了實施例一所述的條件外，還可以采用在115°C溫度下滅菌30min，或是其他公知的高溫滅菌條件。作為本實施例的一種變換，在培養(yǎng)基的制備過程中，各種培養(yǎng)基的PH值也可以采用其他濃度適合的酸堿調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1. 一種大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于包括以下步驟(1)培養(yǎng)基的制備菌種活化培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為6. 2-6. 4，常規(guī)高溫滅菌后得到菌種活化培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，蛋白胨8 13g，牛肉膏8 13g，酵母膏3 6g，檸檬酸三銨1 3g，乙酸鈉3 7g，葡萄糖17 23g，吐溫80 1 2mL, K2HPO4I 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g ；種子培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為6. 2-6. 4，常規(guī)高溫滅菌后得到種子培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，大豆糖蜜80 120g，檸檬酸三銨1 3g， 乙酸鈉 3 7g, K2HPO4I 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g ；發(fā)酵培養(yǎng)基將培養(yǎng)基各成份混合均勻，調(diào)節(jié)PH為4. 9-5. 2，常規(guī)高溫滅菌后得到發(fā)酵培養(yǎng)基備用，所述的培養(yǎng)基各成份配比為水1L，大豆糖蜜240 280g，乙酸鈉3 7g， K2HPO4 1 3g, MgSO4 · 7H20 0. 50 0. 65g, MnSO4·4Η20 0. 20 0. 30g, CaCO3 17 23g, NH4NO3 0. 10 0. 20g ；(2)菌種活化將嗜酸乳桿菌以無菌操作方式按體積比4 6%的接種量接種于菌種活化培養(yǎng)基中，35 40°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，再按體積比4 6%的接種量轉(zhuǎn)接至另外一支菌種活化培養(yǎng)基中，35 40°C靜置培養(yǎng)至整支培養(yǎng)基變渾濁，如此轉(zhuǎn)接培養(yǎng)2 3次，至整支培養(yǎng)基在Mh內(nèi)變渾濁；(3)種子培養(yǎng)將步驟(2)活化好的菌種按體積比8 13%的接種量接入種子培養(yǎng)基中 35 40°C靜置培養(yǎng)10 12h ；(4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)乳酸將步驟(3)培養(yǎng)好的菌種按體積比8 13%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中放入搖床，在90 110rpm，35 40°C條件下發(fā)酵80 90h，得到乳酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)乳酸的方法，特別是一種采用大豆糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的方法。該方法包括(1)培養(yǎng)基的制備、(2)菌種活化、(3)種子培養(yǎng)和(4)糖蜜發(fā)酵產(chǎn)乳酸等步驟，該方法是以大豆糖蜜作為唯一碳源，再添加日常發(fā)酵所需的培養(yǎng)基，采用嗜酸乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，確定其適宜的發(fā)酵條件為大豆糖蜜濃度為240～280g/L，pH4.9～5.2，接種量為8～13%，溫度為35～40℃，發(fā)酵時間80～90h，乳酸產(chǎn)量可達到50.08g/L。使用大豆糖蜜作為碳源，可以降低成本，實現(xiàn)廢物的資源化，無論從資源的有效利用還是環(huán)境保護方面都具有重要的意義。
文檔編號C12R1/23GK102181491SQ20111010218
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者孟陸麗, 易弋, 程謙偉 申請人:廣西工學院