CN113292415A - 一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，包括以下步骤：A、将乳酸链球菌素发酵液进行过滤，得到浓菌液和第一滤液；B、向第一滤液中添加氢氧化钙调节pH，然后进行过滤，得到第二滤液；C、将第二滤液用活性炭或卷式膜进行脱色，得到脱色液；D、将上述脱色液进行蒸发浓缩至乳酸钠成品。本发明提供的回收乳酸的工艺简单，整个过程不需要使用有机溶剂且不产生对人体和环境有害的物质；不仅能够降低Nisin生产工程中的环保压力，还能通过乳酸钠的出售带来较高的经济收益。

Description

一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法
技术领域
本发明属于乳酸链球菌素发酵液废液回收利用技术领域，具体地涉及一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法。
背景技术
乳酸链球菌素，又名Nisin，是迄今为止细菌素中唯一被用于食品防腐保鲜的品种，作为一种安全无毒的生物防腐剂，目前被美国、欧盟在内的50多个国家用于食品保鲜剂。
在Nisin的发酵过程中，会产生大量的乳酸。而在发酵过程中由于采用氢氧化钠调节pH，因此乳酸的产生形式为乳酸钠。乳酸钠不但具有保水性能，同时还具有防腐的性能。乳酸钠用于化妆品中能与别的化学成份形成水化膜而防止皮肤水分挥发，使皮肤处于轻松湿润状态，防止皱纹产生，被广泛用作护肤品的滋润剂。同时乳酸钠能在一定程度上抑制食物腐败菌和致病菌的生长。而对于乳酸钠本身来讲，是一种有机弱酸盐，不是防腐剂，但是在低温肉制品中却能起到防腐、保鲜、延长货架期和增加食品安全性的作用。随着我国食品工业的发展，乳酸钠的需求量也将逐年增加，其发展前景是广阔的。为此可以考虑将Nisin滤液中的乳酸钠进行回收。
乳酸钠生产方法有以下几种：直接中合法、乳酸钙与乳酸钠复分解反应法。具体工艺情况如下：
直接中合法为采用纯净乳酸与氢氧化钠直接中和反应生成乳酸钠，反应方程：CH3CH(OH)COOH+NaOH→CH3CH(OH)COONa+H2O优点是所需设备简单，反应条件温和；缺点是对原材料质量要求较高，所得产品质量随原材料的质量不同而有所差别，成产成本较高。
乳酸钙与碳酸钠复分解反应法：
Figure BDA0003090354700000021
缺点是设备投资大，工艺路线长，产品得率低。且要以纯净的乳酸钙作为原料，受原料来源影响较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种简单有效的从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，可以回收Nisin发酵过程中产生的副产物乳酸钠。
本发明采用的技术方案为：
一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，包括以下步骤：
A、将乳酸链球菌素发酵液进行过滤，得到浓菌液和第一滤液；
B、向第一滤液中添加氢氧化钙调节pH，然后进行过滤，得到第二滤液；
C、将第二滤液用活性炭或卷式膜进行脱色，得到脱色液；
D、将上述脱色液进行蒸发浓缩至乳酸钠成品。
进一步地，所述步骤A中过滤为板框或膜过滤，第一滤液中的乳酸形式为乳酸钠。
进一步地，所述B步骤中氢氧化钙调节pH为8-9。
进一步地，所述C步骤中活性炭加量为0.5～2％。
进一步地，所述C步骤中卷式膜通量为1000D-10000D。
进一步地，所述A步骤中乳酸链球菌素发酵液中葡萄糖含量在0.5％以下。
进一步地，所述A步骤中乳酸链球菌素发酵液中葡萄糖含量在0.2％以下。
进一步地，所述D步骤中蒸发浓缩为真空蒸发浓缩，温度≤80℃。
本发明获得的有益效果为：本发明乳酸钠的来源为Nisin的发酵液，乳酸钠是作为Nisin的副产物进行回收；若不回收乳酸钠，乳酸钠随废液进行污水处理，增大了污水处理的成本。本发明提供的回收乳酸的工艺简单，整个过程不需要使用有机溶剂且不产生对人体和环境有害的物质；不仅能够降低Nisin生产工程中的环保压力，还能通过乳酸钠的出售带来较高的经济收益。本工艺回收的乳酸钠符合食品级乳酸钠的质量要求。
乳酸链球菌素发酵液中葡萄糖含量在0.2％以下，因为，发酵液中更高浓度的葡萄糖会导致成品的流动性差或成品中还原糖检测项目不合格。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明在乳酸链球菌素发酵过程中使用氢氧化钠中和发酵过程中产生的乳酸，进而控制发酵pH，保证菌体的正常生长。发酵末期控制还原糖在较低水平后，放罐。将发酵液进行过滤，乳酸钠存在于滤液中，而主产品Nisin存在于菌体中进行后续的提取工作。
实施例1
取30LNisin的发酵液用陶瓷膜进行过滤，过滤至浓缩液3L时停止过滤，得滤液27L。检测滤液中乳酸钠含量为5.5g/L，加入15g氢氧化钙将pH调节至8.1，搅拌2h后过滤。
将碱化液加入0.5％的活性炭，搅拌2h后过滤，得滤液27L。
将27L滤液用旋转蒸发仪蒸发至2.6L，得到流动性较好的浅黄色液体，检测乳酸钠含量为52％，其他项目符合食品级乳酸钠的质量标准。
实施例2
取30LNisin的发酵液用陶瓷膜进行过滤，过滤至浓缩液5L时停止过滤，得滤液25L。检测滤液中乳酸钠含量为5.9％，加入15g氢氧化钙将pH调节至9.0。搅拌2h后过滤。
将碱化液加入1％的活性炭，搅拌2h后过滤，得滤液25L。
将25L滤液用旋转蒸发仪蒸发至2.5L，得到流动性较好的浅黄色液体，检测乳酸钠含量为55％，其他项目符合食品级乳酸钠的质量标准。
实施例3
取30LNisin的发酵液用陶瓷膜进行过滤，过滤至浓缩液3L时停止过滤，得滤液27L。
检测滤液中乳酸钠含量为5.8％，加入12g氢氧化钙将pH调节至8.5。搅拌2h后过滤。
将碱化液用1000D的卷式膜进行脱色，取透析液进行下一步操作。
将25L透析液用旋转蒸发仪蒸发至2.5L，得到流动性较好的浅黄色液体，检测乳酸钠含量为56％，其他项目符合食品级乳酸钠的质量标准。
实施例4
取33LNisin的发酵液用陶瓷膜进行过滤，过滤至浓缩液3L时停止过滤，得滤液30L。
检测滤液中乳酸钠含量为5.5％，加入15g氢氧化钙将pH调节至8.9，拌2h后过滤。
将碱化液用10000D的卷式膜进行脱色，取透析液进行下一步操作。
将28L透析液用旋转蒸发仪蒸发至2.5L，得到流动性较好的浅黄色液体，检测乳酸钠含量为58％，其他项目符合食品级乳酸钠的质量标准。
实施例5
取33LNisin的发酵液用陶瓷膜进行过滤，过滤至浓缩液3L时停止过滤，得滤液30L。检测滤液中乳酸钠含量为5.8％，加入13g氢氧化钙将pH调节至8.5，拌2h后过滤。
将碱化液用5000D的卷式膜进行脱色，取透析液进行下一步操作。
将28L透析液用旋转蒸发仪蒸发至2.5L，得到流动性较好的浅黄色液体，检测乳酸钠含量为60％，其他项目符合食品级乳酸钠的质量标准。
制备的乳酸钠的质量情况如下表：
Figure BDA0003090354700000051
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将乳酸链球菌素发酵液进行过滤，得到浓菌液和第一滤液；
B、向第一滤液中添加氢氧化钙调节pH，然后进行过滤，得到第二滤液；
C、将第二滤液用活性炭或卷式膜进行脱色，得到脱色液；
D、将上述脱色液进行蒸发浓缩至乳酸钠成品。
2.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述步骤A中过滤为板框或膜过滤，第一滤液中的乳酸形式为乳酸钠。
3.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述B步骤中氢氧化钙调节pH为8-9。
4.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述C步骤中活性炭加量为0.5～2％。
5.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述C步骤中卷式膜通量为1000D-10000D。
6.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述A步骤中乳酸链球菌素发酵液中葡萄糖含量在0.5％以下。
7.根据权利要求6所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述A步骤中乳酸链球菌素发酵液中葡萄糖含量在0.2％以下。
8.根据权利要求1所述一种从乳酸链球菌素发酵液中回收乳酸钠的方法，其特征在于：所述D步骤中蒸发浓缩为真空蒸发浓缩，温度≤80℃。
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