[发明专利]一种利用鼠李糖乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用鼠李糖乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法。

背景技术

乳酸作为世界上公认的三大有机酸之一，广泛应用于食品及与食品相关的行业。由于人体和动物体内只含有L-乳酸分解酶，只能代谢自身产生或摄入的L-乳酸，因此L-乳酸在食品、饲料和医药行业中备受重视。研究还发现以L-乳酸为原料制得的生物可降解材料—聚乳酸具有良好的初期机械性能，透明性、抗菌性和防霉性；其膜材具有良好的透氧性和透水蒸汽性，使用寿命可达2年～3年。聚乳酸可用来制造塑料食品器具和食品包装材料等。

目前，L-乳酸的生产方法主要为发酵法。利用根霉发酵生产L-乳酸存在转化率低，副产物多，发酵过程中需要通气搅拌使生产成本上升等不足。基于上述原因，近年来人们逐渐将目光转向同型发酵的乳酸菌。其中，鼠李糖乳杆菌生产L-乳酸，转化率高，产品光学纯度高，已成为研究人员关注的热点之一 。在乳酸分批发酵中，提高底物浓度可以有效提高发酵液中乳酸浓度，降低下游过程的成本。因此，研究耐糖鼠李糖乳杆菌发酵特性不仅对L-乳酸的工业化生产将起到重要的作用，而且还将有助于推动聚乳酸产业的发展。

发明内容

本发明提供了一种利用鼠李糖乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法，本发明以鼠李糖乳杆菌为出发菌株，在高浓度葡萄糖条件下发酵生产L-乳酸进行研究。本发明考察了接种量、发酵温度、pH和中和剂对乳酸发酵的影响。

1.      一种利用鼠李糖乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，在16 L发酵罐中加入12 L发酵培养基，以一定量的接种量接入种子液。在一定的发酵温度下发酵，pH由25%的中和剂控制在一定值，转速为200 r/min。

2.      其中，发酵培养基的配制方法为：葡萄糖120.0 g，糖蜜37.0 mL，玉米浆43.0 g，Tween 80 15 mL，MnSO₄ 0.3 g，蒸馏水1000 mL。葡萄糖、糖蜜和玉米浆分别灭菌，调节合适pH值，115℃灭菌20 min。

3.      种子液的培养方法为：将保存菌种传代活化后，以12%的接种量接入种子培养基，在37℃恒温培养振荡器(200 r/min)中培养20 h。

4.      种子培养基的配制方法为：酵母粉12 g，葡萄糖80 g，蒸馏水1000 mL，酵母粉和葡萄糖分别灭菌，121℃灭菌20 min，冷却后混合。

5.      最佳接种量为6%。

6.      发酵温度最佳为40℃。 

7.      最佳发酵pH为6.0。

8.      最佳中和剂为氨水。

本发明的有益效果在于：本发明以一株鼠李糖乳杆菌为研究对象，考察了在发酵罐中的分批发酵条件，并且在较高的初糖浓度条件下得到了满意的结果。

附图说明

图1 接种量对发酵过程的影响。

图2 发酵温度对发酵过程的影响。

图3 pH对发酵过程的影响。

图4 不同中和剂对发酵过程的影响。

具体实施方式

下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。

本发明所用的菌株为鼠李糖乳杆菌，购买于ACCC，编号为：ACCC10534。

实施例1

本实施案例说明接种量对发酵过程的影响，通常采用较大的接种量可缩短细菌生长达到高峰的时间，使产物的合成提前。但是接种量过大，会使菌种生长过快，培养液粘度增加，菌体早衰，造成发酵后劲不足，影响产酸量及转化率。反之，接种量过少，菌体增长缓慢，会延长发酵周期，不利于菌株高产。为此，确定最适接种量是十分必要的。选择接种量分别为3、6、9、12、15%进行发酵实验结果见图1。

如图1所示，当接种量超过6%时，乳酸的产量变化不明显。大多细菌由于接种量增加会引起营养物质消耗过快，导致氧气消耗抑制生长，而这情况对该厌氧鼠李糖乳杆菌可能影响不大。从减小由种子液带入到发酵培养基中对菌体有抑制作用的代谢产物角度考虑选取最小的接种量，即6%接种量用于鼠李糖乳杆菌的乳酸发酵。

实施例2