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专利号: 2024103413103
申请人: 泰州职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 生物化学;啤酒;烈性酒;果汁酒;醋;微生物学;酶学;突变或遗传工程
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,包括以下步骤:将秸秆进行预处理;制备酶固定基质,将酶固定,然后使用固定化的酶将预处理后的秸秆进行酶解,酶解一段时间得糖化原料;制备菌体固定基质,将发酵菌固定于基质内,使用固定化的发酵菌对糖化原料进行发酵。

2.根据权利要求1所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,所述秸秆为禾本科农作物秸秆;所述秸秆选自水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆中的一种;所述酶为纤维素酶;所述发酵菌选自白腐菌。

3.根据权利要求1所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,包括以下步骤:

a.将秸秆风干后进行粉碎过筛,然后进行冲洗烘干,得到秸秆末,使用三氯化铁和离子液体对秸秆末进行预处理,用水洗涤干燥后,得到预处理后的秸秆;

b.将预处理后的秸秆置于恒温摇床中,使用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液调节pH至5.4,并且使秸秆含量在3%~6%,调节温度在50℃,以30FPU/g的酶添加量加入固定化的酶,在200~220rpm的速度下酶解18~20h;

c.将固定化的发酵菌接种于糖化原料中,在200~220rpm速度下发酵48~72h,以磁吸分离的方式取出固定化的发酵菌,然后将剩余发酵液进行分离,将上层液体进行提纯得到乳酸,回收下层固体中固定化的酶。

4.根据权利要求3所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,步骤c所述固定化的发酵菌的接种量为5~10%。

5.根据权利要求1所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,所述固定化的酶的制备方法包括以下步骤:(1)将纤维素酶置于水中中充分分散,得5~6mg/mL的酶分散液,按1:6~7的物质的量之比取硝酸钴和2-甲基咪唑,分别置于甲醇中溶解,将酶分散液与2-甲基咪唑溶液混合,得混合液;

(2)然后边搅拌边将混合液与硝酸钴溶液混合,以180~200rpm的速度搅拌0.5~1h后,静置12~24h,所得沉淀用水充分洗涤后,在-20~26℃下预冷冻12h,再在30mbar下冷冻干燥24~30h,得固定化的酶。

6.根据权利要求5所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,步骤(1)所述酶分散液与2-甲基咪唑溶液体积比为1:(1~1.2)。

7.根据权利要求5所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,使用稀盐酸调节所述酶分散液与2-甲基咪唑溶液混合得到的混合液的pH=4.3~4.5。

8.根据权利要求1所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,所述固定化的发酵菌的制备方法包括以下步骤:S1、制备十六烷基三甲基溴化铵水溶液,边搅拌边依次于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中按1:3~4的物质的量之比加入硝酸钴和2-甲基咪唑,以180~200rpm的速度搅拌1~2h后,将得到的沉淀充分洗涤并干燥,得紫色粉末;将紫色粉末置于氨气气氛下,在450~600℃下,反应2~3h,自然冷却至室温,得黑色的基质;

S2、将活化培养后的菌种分离,得到菌体,将菌体与体积分数为2~3%的戊二醛溶液混合,得到混悬液;将混悬液与基质混合,在30~35℃、120~140rpm的条件下振荡16~20h完成固定,分离沉淀并洗涤后,得固定化的发酵菌。

9.根据权利要求8所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,所述十六烷基三甲基溴化铵水溶液的浓度为0.1~0.2mmol/L;十六烷基三甲基溴化铵与硝酸钴的物质的量之比为1:(200~220);所述基质与菌体的质量比为1:(1.2~1.5)。

10.根据权利要求8所述的秸秆产乳酸的工艺,其特征在于,在完成固定后,分离沉淀并洗涤后,将得到的沉淀在30~40℃下静置8~12h,得固定化的发酵菌。