玉米淀粉制糖发酵生产高纯度乳酸关键技术与应用
2023-11-13 16:55:18
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技术领域： 高端装备制造
所在地区： 河南省/周口市/郸城县
技术成熟度： 暂无
转让方式： 完全转让
交易价格： 面议
联系人： 暂无
联系人电话： 暂无
所属单位名称： 河南金丹乳酸科技股份有限公司
单位简介：
成果详情 乳酸是采用微生物发酵精制而成的一种重要有机酸，广泛应用于食品、医药、化工、电子等行业，同时也是合成生物可降解新材料聚乳酸的单体原料，在国民经济生活中有着不可替代的作用，属国家战略性新兴产业领域(国家战略性新兴产业分类2614)。中国传统乳酸工业化生产主要是以玉米为原料制成糖清液，再维持高pH发酵的模式。存在玉米糖清液成分复杂，发酵过程不易控制；发酵液残糖高、易染菌，纯度低；后提取难度大，成本高等问题。造成乳酸成品质量不稳定、光学纯度低，难以满足聚乳酸等行业的使用要求，严重制约着乳酸在相关行业的推广应用。为此，研究开发了玉米淀粉制糖发酵生产高纯度乳酸关键技术与应用。1.主要技术内容：1.1选育出耐低pH的优良乳酸生产菌株JD-24625：菌种耐酸达到pH5.2±0.1，产酸由出发菌株的75.5g/L提高到152.3g/L，产酸速率达到3.25g/(L·h)，L-乳酸光学纯度99％以上，遗传性能稳定，能够满足工业化生产需要。1.2开发了玉米淀粉糖清液制备技术：采用玉米淀粉为原料，制得的淀粉糖清液纯度高、杂质少，更有利于乳酸菌种发酵与控制。在淀粉制糖过程中，增加了预液化工艺，液化时间从240min降低到150min。采用预糖化替代传统糖化，糖化时间从24h降低到4h，生产效率和设备利用率大幅度提升。1.3开发了pH分段控制发酵生产高纯度乳酸新技术：在乳酸菌种生长对数期，OD值增长到1.0，降低pH到5.2，既控制了菌种生长，避免营养物质被过快消耗和菌种早衰；又使糖化酶保留一定活性，实现了边糖化边发酵；同时，较低的pH还可以抑制杂菌污染。工业化生产的乳酸发酵液残糖降低到0.15％以下，产品光学纯度达到99％以上。2.主要研究成果：获授权发明专利3项，培养教授级高级工程师2人、工程师9人、河南省学术技术带头人1人、博士后1人。3.应用推广及效益情况：项目建成了年产3万吨高纯度乳酸生产基地，2018年至2019年累计生产高纯度乳酸61481吨，实现销售收入58684.95万元，利税11455.30万元，出口创汇23730.72万元，产品畅销80多个国家和地区。该项成果是乳酸发酵技术的重大自主创新，在发酵工艺和质量提升方面成效显著。尤其是产品光学纯度的大幅提高和发酵残糖的降低，使项目产品具有纯度高、色度低、质量稳定等优点，对中国乳酸产业结构调整，增强产品在国际高端市场竞争力具有重要意义。
知识产权情况 暂无
应用效果及市场前景 暂无
技术优势 该项研究成果的亮点如下：
1. 选育出耐低pH的优良乳酸生产菌株JD-24625：该菌株耐酸性达到pH5.2±0.1，能够产酸152.3g/L，产酸速率为3.25g/(L·h)，且具有99%以上的光学纯度，能够满足工业生产的需求。
2. 开发了玉米淀粉糖清液制备技术：采用玉米淀粉制备的糖清液纯度高，杂质少，更有利于乳酸菌种的发酵与控制。通过改进液化和糖化工艺，大幅度提高了生产效率和设备利用率。
3. 开发了pH分段控制发酵生产高纯度乳酸新技术：通过在乳酸菌的生长对数期控制pH值降低到5.2，既控制了菌种的生长，避免了过快消耗营养物质和早衰现象，又使得糖化酶保留一定活性，实现了边糖化边发酵。同时，较低的pH值还能够抑制杂菌污染。
4. 获得了3项发明专利，培养了2位教授级高级工程师、9位工程师、1位河南省学术技术带头人和1位博士后。
5. 建成了年产3万吨高纯度乳酸生产基地，累计生产了61481吨高纯度乳酸，实现了销售收入58684.95万元，利税11455.30万元，出口创汇23730.72万元。
6. 该项成果对乳酸产业结构调整、增强产品在国际高端市场竞争力具有重要意义，产品具有纯度高、色度低、质量稳定等优点，推动了乳酸产业的发展。
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