发酵l—乳酸提取新工艺的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第15卷第4期山东轻工业学院学报"Co1．15N0．42001年12月JOU~NALOFSHAN13ONGINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRYDec．2001发酵L一乳酸提取新工艺的研究苏理，兰文忠．吉武科．董学前(山东省食品发酵工业研究设计院，山东济南250013)摘要：对发酵生产L一乳酸的提取方法进行了研究和探索．创立了～套收率高，设备相对简单的提取方甚——藩j}{『甚，确定了筏佳的提取操作条件．L乳酸提取收率76％以上。关键词：L乳酸；发酵；提取工艺溶剂法

2、中图法分类号：Q94681+6文献标识码：A文章编号100442~(2ooDo4—0056—05L一乳酸是一种重要的食用有机酸，需求量仅次于柠檬酸，可用于食品工业j、医药工业l3J和制造生物可降解聚合物l4J等多个领域人和哺乳动物体内存在的乳酸全是L一乳酸，它直接参与代谢，并且能迅速地转化成肝糖，全部吸收。因此，国外对L一乳酸的研究和生产非常重视。目前工业上多采用微生物发酵生产L一乳酸。但在产品提取上技术各异，有钙盐法_5_、锌盐法3、酯化法_3_、萃取法【和电渗析法【7等方法，但这些提取方法普遍存在着提取收率低，产品质

3、量差的缺点或是对设备要求苛刻。我们在借鉴酯化法和直接提取法优点的基础上，对提取工艺进行了探索和改进。创立了，一套收率高，设备相对简单的提取方法一溶剂法，此溶剂来源易得，过程损失少，容易回收，能很好地除残糖及杂酸，并且提取收率也有很大地提高。l材料与方法1．1材料发酵菌种为米根霉(Rbizopusoxyae)LQR178，本院分纯选育和保藏，以淀粉水解糖为发酵底物，L一乳酸含量11．7％左右，糖酸转化率约为75．5％，光学纯度95％，提取工艺所用试剂由试剂供应站购得。1．2方法1．2．1分析方法钙含量的测定：E口rA络合滴

4、定法L一乳酸的测定：L—LDH—UV酶电极法氮含量的测定：微量定氮法残糖的测定：费林试剂法收稿日期：2肿i～09一J9基金项目：山东省科委立项课鹿(D12100106)作者筒舟：苏理，(1963一)，男，山束省济南市^，山东食品发酵工业研究设计院，高级工程师，从事发酵工程的研究噩设计维普资讯http://www.cqvip.com第4期苏理等：发酵L一乳酸提取新工艺的研究57总酸的测定：标准NaOH滴定法1．2．2工艺流程发酵液一加热灭活一热滤一预处理一真空浓缩一含杂质的乳酸钙结晶一加热溶晶一滤液1洗晶溶剂含色溶剂洗晶溶

5、剂一结晶过滤~-Y,L酸钙晶体一洗涤过滤一洁白乳酸钙晶体一酸化一脱色一离交一浓缩一成品l含色溶剂一蒸馏回收1．2．2．1发酵液的预处理预处理主要除去对以后提取过程中存在极大影响的蛋白质及一些可絮凝的犬分子物质，这些杂质高度分散在发酵液中，若操作不当会给以后的L一乳酸提纯工作带来很大的困难首先用酸调节发酵液pH值为4～5之间，加入02％的活性炭在80'L"保温30min进行脱色，再将滤液pH值回调至9～l0之间，加热到80-85"C，保温静置30rain，使蛋白质变性絮凝下来，过滤得清液，再调pH到l2～13之间，并加人镁

6、盐，60"C保温静置，再次絮凝，过滤，脱色得清液。1．2．2．2L一乳酸的结晶与晶体的洗涤将得到的清液水浴真空浓缩，真空度约为l0～15mmHg，浓缩至浆状体为止向容器加入80％发酵液体积的洗晶溶剂，加热至70'r2左右，搅拌使晶体完全溶解，得较为澄清的溶液，静置，除去下层沉淀，并让其自然冷却结晶。经抽滤得到洁白乳酸钙晶体，撼液为含色素的溶剂，可回收利用。向晶体中再加入与前次等体积的溶剂，洗涤晶体，洗涤所用的溶剂可在下一批发酵液中加人套用1．2．2．3L一乳酸的酸化及纯化在洗涤所得的晶体中加人水，加热搅拌使晶体溶解，并加

7、人浓硫酸酸化，硫酸的加人量与晶体中所含钙摩尔数相同，抽滤得粗乳酸，并用水洗涤硫酸钙，此洗涤水留为下批酸化用；粗乳酸用0．2％的活性炭脱色得清亮的乳酸溶液，并用水洗涤滤渣，所得洗涤水留为下批产品酸化用。将酸化所得清亮的乳酸溶液，分别通过732阳离子和701阴离子交换树脂．踪去杂质离子得纯净的乳酸溶液。1．2．2．4L一乳酸的浓缩将1_2．2．3中纯净乳酸溶液在控温水浴中进行真空浓缩得L一乳酸产品，真空度为10～15mmHgc2结果与讨论2．1预处理阶段去除蛋白质操作条件的探索L一乳酸产品在浓缩时，色泽变深的原因在很大程度上

8、归于高温下糖与氨基酸的美拉德反应，因此在预处理阶段尽可能地除去发酵液中的蛋白质，这非常有利于产品质量的提高。2．1．1温度对蛋白质沉淀的影响由于碱性环境有利于美拉德反应的进行，在实验中我们选择在弱碱条件下加热发酵液沉维普资讯http://www.cqvip.com58山东轻工业学院学报第15卷氮吉量‘10×N％)22