申请日2009.08.13
公开(公告)日2010.02.10
IPC分类号C12R1/245; C12P7/56
摘要
以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L-乳酸的方法，它涉及一种制备L-乳酸的方法。本发明解决了现有的制备L-乳酸方法制备成本高、灭菌时间长、能耗大的问题。方法：一、以淀粉工业废水为原料配制培养基;二、培养基微波灭菌;三、干酪乳杆菌鼠李糖亚种接入培养基中进行培养即得到L-乳酸。本发明的方法制备成本低，灭菌时间短，能耗小，制备得到L-乳酸的产率高。
权利要求书
1.以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L-乳酸的方法，其特征 在于以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L-乳酸的方法按照以下步骤进行：一、淀粉生 产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶3～9的体积比混合，然后向混合液中加 入占混合液质量5%～7.5%的葡萄糖制成培养基，培养基的pH值为6.0～6.5;二、将步骤二的 培养基置于微波设备中进行微波灭菌，微波灭菌时间为90～420s，微波功率为100～600W; 三、将干酪乳杆菌鼠李糖亚种接入步骤二灭菌后的培养基中培养65～75h，培养温度为35～ 38℃，干酪乳杆菌鼠李糖亚种的接种量为8%～10%，即得到L-乳酸。
2.根据权利要求1所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L- 乳酸的方法，其特征在于步骤一中淀粉生产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶ 5～7的体积比混和。
3.根据权利要求1所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L- 乳酸的方法，其特征在于步骤一中淀粉生产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶ 6的体积比混和。
4.根据权利要求1或2所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制 备L-乳酸的方法，其特征在于步骤一中向混合液中加入占混合液6%～7%的葡萄糖制成培养基 。
5.根据权利要求1或2所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制 备L-乳酸的方法，其特征在于步骤一中向混合液中加入占混合液质量百分数为7%的葡萄糖制 成培养基。
6.根据权利要求4所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备 L-乳酸的方法，其特征在于步骤二中微波灭菌时间为100～160s，微波功率为300～500W。
7.根据权利要求1、2或6所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵 制备L-乳酸的方法，其特征在于步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖亚种接培养基中培养68～72h， 培养温度为36～37℃。
8.根据权利要求7所述的以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备 L-乳酸的方法，其特征在于步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖亚种的接种量为8.5%～9.5%。
说明书
以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L-乳酸的方法
技术领域
本发明涉及一种制备L乳酸的方法。
背景技术
L乳酸作为环境友好材料聚乳酸的原料，需求量逐年提高，但现有的制备L乳酸方法主 要采用玉米或其他淀粉质原料作为培养基，玉米或其他淀粉质原料的价格较高，且现有的制 备L乳酸方法多采用高压蒸汽灭菌的方式进行培养基的灭菌，灭菌时间长、能耗较大，增加 了L乳酸的制备成本，现有方法制备得到的L乳酸的价格达到了1万元/吨以上，由于L乳酸 的价格昂贵，极大的限制了聚乳酸的生产和广泛应用。
发明内容
本发明的目的主要是为了解决现有的制备L乳酸方法制备成本高、灭菌时间长、能耗大 的问题，而提供了以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L乳酸的方法。
本发明以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L乳酸的方法按照以下步骤进行：一、 淀粉生产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶3～9的体积比混合，然后向混合 液中加入占混合液质量5%～7.5%的葡萄糖制成培养基，培养基的pH值为6.0～6.5;二、将步 骤二的培养基置于微波设备中进行灭菌，微波灭菌时间为90～420s，微波功率为100～600W ;三、将干酪乳杆菌鼠李糖亚种接入步骤二灭菌后的培养基中培养65～75h，培养温度为35 ～38℃，干酪乳杆菌鼠李糖亚种的接种量为8%～10%，即得到L乳酸。
本发明方法以淀粉生产废水为原料，利用淀粉生产废水中的营养成分，再投加适量的葡 萄糖，得到供L乳酸发酵的培养基，极大的降低了L乳酸的制备成本，本发明采用微波灭菌 方式对其培养基进行快速灭菌，灭菌时间仅需90～420s，与现有的现有的制备L乳酸方法相 比较，本发明方法灭菌时间短、能耗小，又进一步的降低了L乳酸的制备成本，本发明方法 制备得到的L乳酸的价格为0.55万元/吨左右。本发明方法以淀粉生产废水为主要原料制得 的培养基，有利于干酪乳杆菌鼠李糖亚种(Lactobacillus casei subsp.rhamnosus)的生 长，使得本发明方法发酵得到的L乳酸的产率达到6.58%以上。
我国是世界上淀粉产量仅次于美国的第二生产大国，淀粉在加工过程中，会产生大量的 高浓度酸性有机废水，按现在的淀粉加工工艺，每生产1吨淀粉大约产出6吨废水，淀粉制造 业每年产生的废水量很大，且资源化利用很少。本发明的方法有效的利用了淀粉生产废水， 不仅降低的生产成本，还实现了淀粉生产废水的回收再利用，减少淀粉生产废水对环境的污 染，且本发明方法制备得到L乳酸后的淀粉生产废水的COD去除率为41.93%～45.45%，减轻 了对淀粉生产废水后续处理的压力，提高了后续处理的效率。
本发明的方法制备成本低，灭菌时间短，能耗小，制备得到L乳酸的产率高。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组 合。
具体实施方式一：本实施方以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L乳酸的方法按照 以下步骤进行：一、淀粉生产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶3～9的体积 比混合，然后向混合液中加入占混合液质量5%～7.5%的葡萄糖制成培养基，培养基的pH值为 6.0～6.5;二、将步骤二的培养基置于微波设备中进行灭菌，微波灭菌时间为90～420s，微 波功率为100～600W;三、将干酪乳杆菌鼠李糖亚种接入步骤二灭菌后的培养基中培养65～ 75h，培养温度为35～38℃，干酪乳杆菌鼠李糖亚种的接种量为8%～10%，即得到L乳酸。
本实施方式步骤二中的微波设备从四川大学购买得到，微波设备的型号为SANYO EM 202MSI，脉冲频率为2450MHz，安装接触调压器，可实现微波功率在0W～700W内连续输 出。
本实施方式步骤三中的干酪乳杆菌鼠李糖亚种(Lactobacillus casei subsp. rhamnosus)现由中国工业微生物菌种保藏中心保藏，保藏号为CICC6013，该菌株可从市场 上购买得到。
本实施方式制备得到的L乳酸的价格为0.55万元/吨左右。
本实施方式发酵得到的L乳酸的产率达到6.58%以上，发酵过程糖酸转化率为85%～90% ，淀粉工业废水的COD去除率为41.93%～45.45%。本发明方法不仅L乳酸的制备，降低了 L乳酸的生产成本，还实现了淀粉生产废水的回收再利用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中淀粉生产工艺中玉米 浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶5～7的体积比混和。其它步骤及参数与具体实施方式 一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中淀粉生产工艺中玉米 浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶6的体积比混和。其它步骤及参数与具体实施方式一相 同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中淀粉生产工艺中玉米 浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶5的体积比混和。其它步骤及参数与具体实施方式一相 同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中淀粉生产工艺中玉米 浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶7的体积比混和。其它步骤及参数与具体实施方式一相 同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中向混合液中加入 占混合液6%～7%的葡萄糖制成培养基。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中向混合液中加入 占混合液质量百分数为7%的葡萄糖制成培养基。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同 。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中向混合液中加入 占混合液6%的葡萄糖制成培养基。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中微波灭菌时间为100 ～160s，微波功率为300～500W。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一、二或九不同的是步骤三中干酪乳杆菌 鼠李糖亚种接培养基中培养68～72h，培养温度为36～37℃。其它步骤及参数与具体实施方 式一、二或九相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一、二或九不同的是步骤三中干酪乳杆 菌鼠李糖亚种接培养基中培养70h，培养温度为36℃。其它步骤及参数与具体实施方式一、 二或九相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一、二或九不同的是步骤三中干酪乳杆 菌鼠李糖亚种接培养基中培养65h，培养温度为37℃。其它步骤及参数与具体实施方式一、 二或九相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十不同的是步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖 亚种的接种量为8.5%～9.5%。其它步骤及参数与具体实施方式十相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式十不同的是步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖 亚种的接种量为9%。其它步骤及参数与具体实施方式十相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式十不同的是步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖 亚种的接种量为8%。其它步骤及参数与具体实施方式十相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式十不同的是步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖 亚种的接种量为10%。其它步骤及参数与具体实施方式十相同。
具体实施方式十七：本实施方以淀粉工业废水为原料微波灭菌发酵制备L乳酸的方法按 照以下步骤进行：一、淀粉生产工艺中玉米浸泡废水和淀粉生产工艺废水按照1∶3.6的体积 比混合，然后向混合液中加入占混合液质量7%的葡萄糖制成培养基，培养基的pH值为6.5; 二、将步骤二的培养基置于微波设备中进行灭菌，微波灭菌时间为180s，微波功率为200W; 三、将干酪乳杆菌鼠李糖亚种接入步骤二灭菌后的培养基中培养72h，培养温度为37℃，干 酪乳杆菌鼠李糖亚种的接种量为9%，即得到L乳酸。
本实施方式步骤二中的微波设备可从微波设备公司购买得到。
本实施方式步骤三中干酪乳杆菌鼠李糖亚种可从中国科学院微生物研究所购买得到。
本实施方式制备得到的L乳酸的价格为0.58万元/吨。
本实施方式的采用微波灭菌的方法，灭菌时间短，耗能少，本实施方式发酵得到的L乳 酸的产率为6.58%，发酵过程糖酸转化率为90%，淀粉工业废水的COD去除率为45.45%。本发 明方法不仅L乳酸的制备，降低了L乳酸的生产成本，还实现了淀粉生产废水的回收再利用
