[发明专利]L－(+)－乳酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及使用酶的方法合成乳酸的技术领域，具体地说是L-(+)-乳酸的制备方法。

背景技术

食品工业用的乳酸是含量为50％左右旋乳酸。由于D-(-)-乳酸和L-(+)-乳酸在人体内的代谢途径不同，人体只能代谢L-(+)-乳酸，摄入的D-(-)-乳酸会在人体内积累，D-(-)-乳酸过多可引起人体尿酸值升高。因此，世界卫生组织已经规定只允许添加L-(+)-乳酸用于婴儿食品。另外，高度光学异构的聚L-(+)-乳酸(L/(L+D)＞92％)在骨外科、人造手术缝合线、血管外科及药物释放材料方面都有良好的应用前景。再有，L-(+)-乳酸可用来生产L-(+)-乳酸聚合物，经多年研究发现，L-(+)-乳酸聚合物具有很好的生物降解性。总之，L-(+)-乳酸的用途越来越广泛，它的生产有着良好的市场前景。

L-(+)-乳酸的已有生产方法主要有化学合成法和发酵法。

化学合成法的缺点是产品为外消旋乳酸即DL-(+)-乳酸，另外，由于化学合合成法所用的原料是乙醛和剧毒物氢氰酸，尽管美国食品和药物管理局(FDA)已将合成乳酸列为安全品，但发达国家人民还是抗议将合成法制得的乳酸应用于食品中。因此，化学合成法生产乳酸大大受到了限制，此外合成法的生产成本也较高。

微生物发酵法生产乳酸，虽然可以通过菌种和培养条件的选择而获得具有特异旋光性的D-(-)-乳酸或L-(+)-乳酸或者是两种异构体以一定比例混合的消旋体，但由于发酵产物复杂、不易纯化、致使生产的投资大、成本高。CN 1415743一种嗜热乳酸杆菌以及采用该菌种生产L-乳酸的方法；CN 1566350一种补料发酵生产L-(+)-乳酸的工艺；CN1560264用马铃薯淀粉乳制备L-(+)-乳酸的方法；CN1376799高浓度乳酸发酵的生产方法；CN 1926231生产L-(+)-乳酸的方法；CN 1254016耐氨性的L(+)-产乳酸菌及生产L(+)-乳酸的方法；CN 1348992膜耦合清液单罐细菌连续发酵的左旋-乳酸生产工艺，所有这些文献公开的生产L-(+)-乳酸的工艺都采用发酵法，也都存在发酵产物复杂、不易纯化、其厂房设备投资大、成本高的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种L-(+)-乳酸的制备方法，它是一种在有机相中酶法催化不对称水解乳酸乙酯生产L-(+)-乳酸的技术，该技术既克服了化学合成法的产品为外消旋乳酸即DL-(+)-乳酸、安全性不可信及生产成本较高的缺点，也克服了发酵法产物复杂、不易纯化、其厂房设备投资大、成本高的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：L-(+)-乳酸的制备方法，是一种在有机相中酶法催化不对称水解乳酸乙酯生产L-(+)-乳酸的技术，其步骤是：

取乳酸乙酯和水加入到反应器中，再加入有机溶剂和酶，其中物料配比为：乳酸乙酯与水的质量比为3～15∶1，酶用量为乳酸乙酯质量的0.4％～1％，水的体积为有机溶剂体积的1％～10％，所述的有机溶剂为异辛烷、叔丁醇、丙酮或其中二者的混合物，所述的酶催化剂为脂肪酶催化剂，将反应器密封后放置到恒温水浴摇床中，摇床转数50～220转/分钟，反应温度为30～70℃，反应时间3～28小时，反应完成后将生成物分子蒸馏即得到产物L-(+)-乳酸。

在上面L-(+)-乳酸的制备方法中，所述的有机溶剂是体积比为叔丁醇∶异辛烷＝1∶1～9的混合物、或者体积比为丙酮∶异辛烷＝1∶1～9的混合物。

在上面L-(+)-乳酸的制备方法中，所述的脂肪酶催化剂为Candida antarcticlipase B(以下称N435)、Candida Cylinder lipase(以下称CCL)、Candida Rogosalipase(以下称CRL)或Lipasezyme TL IM(以下称IM)。以上酶均为市售商品酶。

本发明的有益效果是：

1.酶作为生物催化剂，与化学催化剂相比具有更高的催化效率、更高的反应专一性、立体选择性、温和的反应条件、副产物少及产率较高的优点。

2.本发明L-(+)-乳酸的制备方法，其主要原料是消旋的乳酸乙酯，这是一种易得的市售商品溶剂，而且价格便宜。目前市售的乳酸乙酯绝大多数是消旋的。

3.本发明L-(+)-乳酸的制备方法工艺简单、反应条件温和、环境污染小；所得产物的立体选择性高、L-(+)-乳酸ee值为50％～94％，其产率为10％～40％。

具体实施方式

实施例1