CN109678696A - 一种从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法，其包括：将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀，抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液；调节所述浓缩液的pH值到酸性范围从而在浓缩液中生成乳酸；再调节浓缩液的pH值到碱性范围从而生成乳酸盐沉淀；过滤获得生成的乳酸盐沉淀；将乳酸盐沉淀进行热水重结晶，向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸溶解并吸附过滤除去其他杂质沉淀；以及将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸。本发明的方法操作简单，便于实施，成本低，能够快速的将乳酸提取、精制，制得乳酸成品纯度可达70％以上，优选达到80％以上，纯度高，便于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及透明质酸发酵液的后处理领域，具体涉及一种从透明质酸发酵液中提取副产物乳酸的方法。
背景技术
乳酸(Lactic Acid)呈无色或微黄色的稠厚液体，是一种重要的有机酸，广泛应用于酿酒、食品、医药、化妆品、卷烟、制革等领域。
透明质酸(hyaluronic acid,HA)又称为玻璃酸、玻尿酸，是一种广泛存在于哺乳动物的各种组织细胞间质中的酸性粘多糖。1934年美国哥伦比亚大学眼科教授Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。由于这些原料来源有限，且成本高，用提取法生产已不能满足日益增加的HA在医药和化妆品生产方面的需要。1937年，Kendall等就发现链球菌可产生HA，工业化生产水平的HA发酵是日本资生堂开始研究的，80年代开发成功，并首先应用在化妆品中。我国从80年代开始研究HA的分离纯化制备工艺和临床应用，90年代初已有HA制剂作为新药上市。不同动物组织和细菌来源的HA无种属差异，对人类及动物无抗原性，生产方法中的提取法正逐渐被微生物发酵法替代。
在透明质酸的发酵生产中，pH值是一个重要的因素，一般控制在6.0～8.5范围内，低于6.0或高于8.5，会影响菌体的生长，进而降低HA的产率和分子量。HA发酵使用的菌种通常为链球菌，链球菌会产生乳酸和醋酸等小分子有机酸，使发酵液pH值降低，因此，需要用氢氧化钠或碳酸钠溶液进行中和，以维持适当的pH值。在发酵过程中产生小分子有机酸的总量远大于HA。在现有生产工艺条件下，发酵液中HA的产量达到6～10g/L，而乳酸的含量则为30-40g/L。发酵结束后，一般用乙醇将HA沉淀，得到HA粗品，而含有大量乳酸盐的上清液则被当作废液直接排放掉，造成了乳酸资源的浪费及环境的压力。
发明内容
针对现有技术中，透明质酸发酵过程产生的乳酸资源的浪费问题及环境压力，本发明提供了一种从透明质酸发酵液中提取副产物乳酸的方法，该方法简单易行，能够将发酵的副产物——乳酸回收，充分利用资源，避免物料浪费，并减轻了环保压力。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
1.一种从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法，其包括：
将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀，抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液；
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围从而在浓缩液中生成乳酸；
再调节浓缩液的pH值到碱性范围从而生成乳酸盐沉淀；
过滤获得生成的乳酸盐沉淀；
向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解，并过滤除去其它杂质沉淀；以及
将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸。
2.根据项1所述的方法，其中，
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围是通过向所述浓缩液中添加酸性物质而实现的，
调节所述浓缩液的pH值到碱性范围是通过向所述浓缩液中添加碱性沉淀剂而实现的，
在调节浓缩液的pH值到碱性范围之后，将浓缩液加热至60～100℃，优选70～100℃，更优选75～95℃，使乳酸在碱性沉淀剂的作用下生成乳酸盐沉淀。
3.根据项1或2所述的方法，其中，
在过滤获得生成的乳酸盐沉淀后，洗涤所述乳酸盐沉淀，并将乳酸盐沉淀用热水重结晶，
然后再向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解。
4.根据项1～3中任一项所述的方法，其中，
在将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸的步骤中，首先将过滤后的滤液进行活性炭脱色，然后过滤除去活性炭，再将滤液浓缩获得产品乳酸。
5.根据项1～4中任一项所述的方法，其中，
在透明质酸用醇沉淀的步骤中，醇的用量为发酵液体积的1～5倍，优选1～3倍，在抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液的步骤中，上清液在70～85℃浓缩回收乙醇，优选75～80℃。
6.根据项1～5中任一项所述的方法，其中，
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围为调节至pH值为2.5～6.5，优选3～6，更优选3～4。
7.根据项2～5中任一项所述的方法，其中，用于调节所述浓缩液的pH值到酸性范围而向所述浓缩液中添加的酸性物质选自盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种。
8.根据项1～7中任一项所述的方法，其中，调节所述浓缩液的pH值到碱性范围为调节至pH值为8～13，优选8～12，更优选8～10.5。
9.根据项2～8中任一项所述的方法，其中，用于调节所述浓缩液的pH值到碱性范围而向所述浓缩液中添加的碱性沉淀剂选自石灰乳、氧化钙或氢氧化钙水溶液中的一种或多种。
10.根据项1～9中任一项所述的方法，其中，所述乳酸盐沉淀物中加入的酸性物质选自稀硫酸。
11.根据项1～9中任一项所述的方法，其中，所述乳酸盐沉淀物中加入的酸性物质为二氧化碳，且加入二氧化碳时的压力为0.1～0.5MPa。
12.根据项1～11任一项所述的方法，其中，在40～100℃下向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质，优选70～90℃。
优选地，所述脱色用活性炭为颗粒活性炭。
优选地，所述发酵液中添加的脱色用活性炭的量为0.1～4质量％，优选为0.4～2质量％。
优选地，所述脱色所需的温度为50～65℃。
优选地，所述脱色所需时间为40～60min。
发明的效果
本发明提出从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法，解决了目前透明质酸发酵液提取透明质酸后直接排放造成乳酸资源大量浪费和废水污染环境的问题。本发明操作简单，便于实施，成本低，能够快速的将乳酸提取、精制。
本发明中，在得到乳酸粗品后，再进行活性炭脱色，浓缩得到乳酸成品。采用颗粒状的活性炭吸附能力强，去色快速彻底，不会在滤液中留存粉末状活性炭。采用本发明的方法提取乳酸，乳酸成品纯度可达70％以上，优选达到80％以上，进一步优选达到85％以上，纯度高，便于工业化应用。
附图说明
图1本发明一个具体实施方式的透明质酸发酵液中提取乳酸的工艺流程图
图2本发明一个具体实施方式的透明质酸发酵液中提取乳酸的工艺流程图
图3本发明一个具体实施方式的透明质酸发酵液中提取乳酸的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图所描述的实施方式对本发明的从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法进一步详细说明。虽然附图中显示了本发明的具体实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本文中的术语“透明质酸发酵液”，是指利用液体深层发酵技术和设备，采用链球菌，对菌种、培养基(葡萄糖2％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾0.2％、硫酸镁0.05％、酵母膏0.5％，pH7.0)和发酵参数进行优化，在有氧或无氧条件下进行发酵，从而得到的含有透明质酸、以及小分子有机酸如乳酸和醋酸等的发酵液。
在本发明中，透明质酸发酵液是含有乳酸的透明质酸发酵液即可，对于链球菌种类、培养基和发酵条件等均没有进一步的限定。
在一个具体实施方式中，参照图1，从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法包括以下六个步骤：第一步，先将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀，抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液；第二步，调节所述浓缩液的pH值到酸性范围从而在浓缩液中生成乳酸；第三步，调节浓缩液的pH值到碱性范围从而生成乳酸盐沉淀；第四步，过滤获得生成的乳酸盐沉淀；第五步，向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解，并过滤除去其他杂质沉淀；第六步，将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸。
在一个具体实施方式中，参照图2，从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法包括以下七个步骤：第一步，先将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀，抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液；第二步，调节所述浓缩液的pH值到酸性范围从而在浓缩液中生成乳酸；第三步，调节浓缩液的pH值到碱性范围从而生成乳酸盐沉淀；第四步，过滤获得生成的乳酸盐沉淀；第五步，洗涤所述乳酸盐沉淀，并将乳酸盐沉淀用热水重结晶；第六步，向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解，并过滤除去其他杂质沉淀；第七步，将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸。
在一个具体实施方式中，参照图3，从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法包括以下七个步骤：第一步，先将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀得到透明质酸粗品(如图3中所示的HA发酵液到醇沉HA从而得到HA粗品的步骤)，同时抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液(如图3中所示的上清液回收乙醇得到乙醇的步骤)；第二步，通过加入酸性物质调节所述浓缩液的pH值到酸性范围，从而在浓缩液中生成乳酸(如图3中所示的加入酸进行酸化的步骤)；第三步，通过加入碱性沉淀剂调节浓缩液的pH值到碱性范围，从而生成乳酸钙沉淀，过滤获得生成的乳酸钙沉淀(如图3中所示加入碱性沉淀剂、调碱、以及得到乳酸钙沉淀步骤所示)；第四步，洗涤所述乳酸盐沉淀，并将乳酸盐沉淀用热水重结晶；第五步，向得到的乳酸钙沉淀物中加入酸性物质使乳酸钙溶解，并过滤除去其他杂质沉淀(如图3中加入酸性物质、酸化、以及得到杂质沉淀的步骤所示)；第六步，将滤液经活性炭吸附进行精制，过滤除去活性炭(如图3中的精制步骤)；第七步，浓缩得到乳酸成品(如图3中的得到乳酸成品步骤)。
在一个具体实施方式中，发酵培养基包括以下组分：葡萄糖2％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾0.2％、硫酸镁0.05％、酵母膏0.5％，pH7.0。
在一个具体实施方式中，过滤所用的滤板的孔径为2.0～3.0μm。
在一个具体实施方式中，使透明质酸沉淀的醇为乙醇，发酵液中加入发酵液体积1～3倍的乙醇对透明质酸进行沉淀，上清液在75～80℃浓缩回收乙醇。
在一个具体实施方式中，调节所述浓缩液的pH值到酸性范围为调节至pH值为3～6，调节所述浓缩液的pH值到碱性范围为调节至pH值为8～12。在调节浓缩液的pH值到碱性范围之后，将浓缩液加热至70～100℃，从而使乳酸在碱性沉淀剂的作用下生成乳酸盐沉淀。
在一个具体实施方式中，用于调节所述浓缩液的pH值到酸性范围而向所述浓缩液中添加的酸性物质是以溶液的形式加入，酸性物质的浓度没有特别要求，只要是能提供H+将乳酸盐转化成乳酸即可，但是不应该使用具有强氧化性的酸，应该使用弱氧化性或非氧化性酸，具体来说，可以为盐酸、硫酸、磷酸。并且为了减少废水的排放，酸性物质的浓度不宜太稀。在一个可选的实施方式中，上述酸性物质浓度为2～6mol/L。
在一个具体实施方式中，调节所述浓缩液的pH值到碱性范围是通过向所述浓缩液中添加碱性沉淀剂而实现的，具体的，所述碱性沉淀剂为石灰乳、氧化钙或氢氧化钙水溶液。
在一个具体实施方式中，获得生成的乳酸盐沉淀后，洗涤所述乳酸盐沉淀2～5次，并将乳酸盐沉淀用热水重结晶2～5次，然后再加入酸性物质溶解乳酸盐沉淀。
在一个具体实施方式中，乳酸盐沉淀的溶解在水介质中进行，所述酸性物质要根据碱性沉淀剂来进行选择，要保证将乳酸溶解的同时将其它的杂质离子以沉淀的形式去除，以得到高纯度的乳酸成品，酸性物质的加入温度为75～85℃，乳酸盐沉淀酸化的时间为1～6小时。具体来说，所述酸性物质可以为稀硫酸或二氧化碳。
在一个具体实施方式中，溶解乳酸盐沉淀所用的酸性物质为浓度为2～6mol/L的稀硫酸。
在一个具体实施方式中，溶解乳酸盐沉淀所用的酸性物质为二氧化碳，需要将二氧化碳压入带有乳酸沉淀的水中从而将乳酸溶解，二氧化碳加入时的压力为0.2～0.4MPa，为了减少废水的排放，酸的浓度不宜太稀。
在一个具体实施方式中，所述脱色用活性炭选自颗粒型、针剂型、椰壳型、木质粉状型和煤质柱状型中的一种或多种活性炭，优选为颗粒型活性炭，发酵液中添加活性炭的量为0.1～4质量％，优选为0.4～2质量％，脱色温度为50～65℃，脱色时间为40～60min。
本发明从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法，解决了透明质酸生产过程中乳酸资源的浪费及其所造成的环境污染问题。提取乳酸过程中，对得到的乳酸盐沉淀进行多次重结晶，很大程度提高了乳酸成品的纯度。将发酵过程中的各参数及条件限定在本发明的范围内，使得最终提取的乳酸的纯度为70％以上。该工艺简单可行且易于放大生产，具备实现产业化生产的巨大潜力。
以下利用实施例对本发明做以详细说明。然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。在本发明中列举的数值范围均包括该数值范围的两个端点的数据，也包括该数值范围中具体的每一个数值，并且该数值可以与端点任意组合组成新的小范围。
实施例1
透明质酸发酵采用的培养基为：葡萄糖2％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾0.2％、硫酸镁0.05％、酵母膏0.5％，pH7.0。菌种为兽疫链球菌，首先将菌种接入三角摇瓶中，35～37℃振荡培养6～18小时，然后将培养好的种子液转接到发酵罐中，接种比例为5～15％，35～37℃发酵培养15～30小时。发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至10.0～10.5并加热至80℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入5mol/L的稀硫酸0.5L，在80℃反应1小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，滤液在55℃下经活性炭吸附60min，然后过滤除去活性炭，浓缩得到乳酸成品，其纯度为89％。在下表1中总结了实施例1以及下述实施例2～12的实验条件和结果。
实施例2
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入1倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用3mol/L的稀盐酸调pH值至5.5～6.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至8.0～8.5并加热至100℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入3mol/L的稀硫酸1L，在40℃反应4～6小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得到乳酸成品，其纯度为87％。
实施例3
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入1倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至4.0～5.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至11.0～11.5并加热至90℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入5mol/L的稀硫酸0.5L，在60℃反应2小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得到乳酸成品，其纯度为87％。
实施例4
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入氢氧化钙饱和溶液调节乳酸溶液pH值至11.5～12.0并加热至70℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶加入少量水中，然后向其中压入40L二氧化碳(压力0.5MPa)，在40℃反应6小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将碳酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得得到乳酸成品，其纯度为87％。
实施例5
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入5倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至2.5～3，得到乳酸溶液，然后加入氧化钙调节乳酸溶液pH值至11.0～11.5并加热至60℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入6mol/L的稀硫酸0.5L，在70℃反应2小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为88％。
实施例6
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至3～4，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至11.5～12并加热至75℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入2mol/L的稀硫酸1.5L，在90℃反应1小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为89％。
实施例7
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入2倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至6.0～6.5，得到乳酸溶液，然后加入氢氧化钙饱和溶液调节乳酸溶液pH值至9.0～10.0并加热至95℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶加入少量水中，然后向其中压入50L二氧化碳(压力0.4MPa)，在100℃反应1小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将碳酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为89％。
实施例8
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至10.0～10.5并加热至60℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶1次，结晶中加入1.5mol/L的稀硫酸0.5L，在35℃反应6小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为74％。
实施例9
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入1倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至11.5～12.0并加热至50℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶2次，结晶中加入2mol/L的稀硫酸1.5L，在50℃反应3小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为82％。
实施例10
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入6倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L的稀盐酸调pH值至4.0～5.0，得到乳酸溶液，然后加入氢氧化钙饱和溶液调节乳酸溶液pH值至10.0～10.5并加热至55℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶1次，结晶加入少量水中，然后向其中压入50L二氧化碳(压力0.05MPa)，在30℃反应5小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将碳酸钙除去再经活性炭吸附，过滤后将滤液浓缩得乳酸成品，其纯度为73％。
实施例11
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至10.0～10.5并加热至80℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，得到的乳酸钙用热水重结晶3次，结晶中加入5mol/L的稀硫酸0.5L，在80℃反应1小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，浓缩得乳酸成品，其纯度为83％。
实施例12
按照实施例1的方式进行发酵，透明质酸发酵结束后，取10L发酵液，搅拌下加入3倍体积的95％乙醇使HA沉淀，静置4～6小时后，抽取上清液，上清液在75～80℃蒸馏回收乙醇，余下的蒸馏浓缩液用5mol/L稀盐酸调pH值至3.0～4.0，得到乳酸溶液，然后加入石灰乳调节乳酸溶液pH值至10.0～10.5并加热至80℃，冷却至室温使乳酸钙沉淀，过滤得乳酸钙沉淀并洗涤三次，然后向乳酸钙沉淀中加入5mol/L的稀硫酸0.5L，在80℃反应1小时使乳酸钙酸化为乳酸，过滤将硫酸钙除去，滤液在55℃下经活性炭吸附60min，然后过滤除去活性炭，浓缩得到乳酸成品，其纯度为70％。
表1
实施例1～12控制了乙醇与发酵液的体积比、各个阶段的pH值和温度、乳酸盐沉淀重结晶的次数、加入物质的浓度和体积、乳酸盐结晶中压入CO2的体积和压力等参数在本申请的范围内，其最终得到的乳酸成品的纯度都较高，达到70％以上。其中，实施例8的乳酸盐沉淀重结晶的次数为1次，乳酸盐沉淀酸化的温度为35℃，实施例9加入碱性沉淀剂后进行加热的温度为50℃，重结晶次数为2次，实施例10中加入碱性沉淀剂后进行加热的温度为55℃，重结晶次数为1次，乳酸盐结晶中压入CO2的压力低，乳酸盐沉淀酸化的温度低，实施例11未进行活性炭吸附，实施例12中得到的乳酸钙沉淀并未进行热水重结晶，而实施例1～7进一步控制了各个阶段的pH值和温度、乳酸盐沉淀重结晶的次数、加入物质的浓度和体积、乳酸盐结晶中压入CO2的体积和压力，因此实施例1～7的乳酸成品纯度至少为87％。
Claims (10)
1.一种从透明质酸发酵液中提取乳酸的方法，其包括：
将包含乳酸盐的发酵液中的透明质酸用醇沉淀，抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液；
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围从而在浓缩液中生成乳酸；
再调节浓缩液的pH值到碱性范围从而生成乳酸盐沉淀；
过滤获得生成的乳酸盐沉淀；
向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解，并过滤除去其它杂质沉淀；以及
将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围是通过向所述浓缩液中添加酸性物质而实现的，
调节所述浓缩液的pH值到碱性范围是通过向所述浓缩液中添加碱性沉淀剂而实现的，
在调节浓缩液的pH值到碱性范围之后，将浓缩液加热至60～100℃，优选70～100℃，更优选75～95℃，使乳酸在碱性沉淀剂的作用下生成乳酸盐沉淀。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
在过滤获得生成的乳酸盐沉淀后，洗涤所述乳酸盐沉淀，并将乳酸盐沉淀用热水重结晶，
然后再向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质使乳酸盐溶解。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，
在将过滤后的滤液浓缩得到产品乳酸的步骤中，首先将过滤后的滤液进行活性炭脱色，然后过滤除去活性炭，再将滤液浓缩获得产品乳酸。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，
在透明质酸用醇沉淀的步骤中，醇的用量为发酵液体积的1～5倍，优选1～3倍，在抽取上清液并回收醇后得上清液的浓缩液的步骤中，在70～85℃浓缩上清液回收乙醇，优选在75～80℃浓缩上清液回收乙醇。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其中，
调节所述浓缩液的pH值到酸性范围为调节至pH值为2.5～6.5，优选调节至pH值为3～6，更优选调节至pH值为3～4；进一步优选地，用于调节所述浓缩液的pH值到酸性范围而向所述浓缩液中添加的酸性物质选自盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，调节所述浓缩液的pH值到碱性范围为调节至pH值为8～13，优选调节至pH值为8～12，更优选调节至pH值为8～10.5；进一步优选地，用于调节所述浓缩液的pH值到碱性范围而向所述浓缩液中添加的碱性沉淀剂选自石灰乳、氧化钙或氢氧化钙水溶液中的一种或多种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，向所述乳酸盐沉淀物中加入的酸性物质为稀硫酸。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其中，向所述乳酸盐沉淀物中加入的酸性物质为二氧化碳，且加入二氧化碳时的压力为0.1～0.5MPa。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，在40～100℃条件下向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质，优选在70～90℃条件下向得到的乳酸盐沉淀物中加入酸性物质。
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