[发明专利]一种生产L－乳酸的方法及其专用鼠李糖乳杆菌

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产L-乳酸的方法及其专用菌株，特别是涉及一种生产L-乳酸的方法及其专用鼠李糖乳杆菌。

背景技术

乳酸(Lactic Acid)又名二羟基丙酸，是世界三大有机酸之一。作为一种传统的多用途精细化学品，乳酸可作为酸味剂、芳香剂、防腐剂、植物生长调节剂、生物可降解性材料、药物和农药等，应用于食品、制药、酿造、制革、纺织、环保和农业中。乳酸是一种手性分子，可分为L-乳酸、D-乳酸和DL-乳酸。由L-乳酸作为主要单体制成的聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性，可制成医用缓释材料、生物可降解纤维和生物可降解塑料等。L-乳酸正成为国内外乳酸行业的研究热点。

乳酸的生产方法主要有化学合成法、酶合成法和发酵法三种。化学法直接合成的乳酸为DL-乳酸，若要得到D-乳酸或L-乳酸则需进行光学拆分。而且由于合成法所用的原料是乙醛和剧毒物氢氰酸，因此合成乳酸应用于食品不能被广泛接受，此外其生产成本也较高。酶法催化可以专一性地得到光学纯乳酸，但其反应过程研究难度很大，尚未应用于工业化生产。微生物发酵法生产乳酸，可通过菌种和培养条件的选择而获得D-乳酸、L-乳酸或是两者一定比例的混合物，能以淀粉、纤维素等可再生资源分解所得到的葡萄糖等为原料发酵生产乳酸，且生产成本低、产品安全性高，是大规模生产乳酸的主要方法。

申请号为200480036931.1的中国专利公开了一种采用Lactobacillus paracasei生产乳酸的方法，以葡萄糖、酵母提取物和蛋白胨为发酵基质，产生181克/升的乳酸；以葡萄糖、蛋白胨和玉米浸渍粉为发酵基质，产生179.1克/升的乳酸。申请号为200510119041.3的中国专利公开了一种采用干酪乳杆菌改组菌株(Lactobacillus caseisubsp.rhamnosus)-Lc-F34发酵生产L-乳酸的方法，该菌株以葡萄糖和酵母抽提物为发酵基质，摇瓶补料分批发酵生产乳酸，产生177.6克/升的乳酸；以玉米浆和葡萄糖为发酵基质，30升发酵罐分批补料发酵生产乳酸，产生154.6克/升的L-乳酸。

L-乳酸的生产成本是制约L-乳酸应用的关键因素之一。提高发酵法生产L-乳酸过程中发酵液中L-乳酸的浓度有利于降低成本。在发酵法生产L-乳酸的过程中，培养基中的氮源是影响L-乳酸生产成本的另一重要因素，采用来源广泛、价格低廉的含氮原料作为酵母粉和蛋白胨等价格较高的氮源的替代物，是控制L-乳酸生产成本的另一有效途径。

发明内容

本发明的一个目的是提供一株产L-乳酸的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)CASL。

本发明所提供的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CASL是从山东济南某牛奶厂附近土壤中筛选得到，鉴定为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)。鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CASL已于2007年9月24日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所)，保藏登记号为CGMCC №2183。

鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CASL CGMCC №2183为革兰氏阳性菌，细胞长杆状，长2.5-3.5μm，宽0.7-0.8μm。可利用海藻糖、山梨糖醇、葡萄糖、乳糖、核糖、纤维二糖、麦芽糖、果糖等。

本发明的第二个目的是提供一种利用鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CASL CGMCC №2183生产L-乳酸的方法。

本发明所提供的生产L-乳酸的方法，是发酵鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)CASL CGMCC №2183得到L-乳酸。

所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CASL CGMCC №2183的发酵培养基中含有碳源、氮源和用于控制发酵液pH的中和剂，所述碳源为工业葡萄糖(淄博虹宇工业糖有限公司)150-200克/升，所述氮源选自下述1)至3)中的任意一种：

1)豆粕水解液100-300克/升；

2)豆粕粉20-30克/升；

3)豆粕水解液100-300克/升，玉米浆10-30克/升；

所述发酵培养基的pH为5.5-7。

所述豆粕粉可直接作为氮源，也可先进行酸解或酶解，将得到的豆粕水解液作为氮源。