[发明专利]一株适合于糖蜜发酵生产高纯度L-乳酸的德式乳酸杆菌及发酵方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物发酵及其应用，具体涉及一株德式乳酸杆菌，以及利用糖蜜发酵生产高纯度L-乳酸的发酵方法，同时还涉及一种德式乳酸杆菌在发酵生产L-乳酸中的应用方法。

背景技术

德式乳酸杆菌属是一类革兰氏阳性菌，不形成芽孢，不运动。固体培养基上菌落甚小，牛奶中不起作用。能发酵麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖及糊精生乳酸。不发酵木塘、乳糖、棉子糖、菊芋糖、淀粉等。能利用硝酸盐，生长温度为45℃～50℃，能把95％以上的糖转化成乳酸(副产物甚少)，是一种耐高温的真正乳酸菌，广泛应用于乳酸发酵行业。

目前，文献报道的发酵法生产乳酸研究多用培养基原料为葡萄糖，无论是酿酒酵母菌，还是乳酸菌的生产原料都是葡萄糖。利用糖蜜生产乳酸是降低工业成本的一个关键因素。目前有文献记载，利用中国工业微生物菌种保藏管理中心提供的米根霉Rhizopus oryzae3038为出发菌株进行驯化发酵，以甘蔗糖蜜为发酵原料，发酵条件为发酵温度为30℃，转速为200rmp，装液量为50ml/250ml三角瓶，接种量10％，发酵时间为96h，在最适条件下，摇瓶发酵L-乳酸的累积量为114.97g/L。广西大学利用诱变筛选得到一株鼠李糖乳杆菌SCT-10-10-60发酵生产L-乳酸，优化后的发酵条件为初始糖蜜浓度为20％(m/V)，温度为37℃，碳酸钙浓度为4％(m/V)，发酵培养的接种量为6％(V/V)，发酵40h，L-乳酸的产量最高可达到106g/L。华中科技大学筛选到一株高温发酵生产L-乳酸的菌株，经过诱变后，能在42℃下，以150g/L初始葡萄糖、8％为接种量，pH为5.8的条件下进行发酵，最终产量可达到136±1.2g/L乳酸，产率达到3.6±0.03g/(Lh)，发酵周期为48h。但这些研究仅仅只停留在实验阶段，并未应用于工业化生产。本发明人利用一株从糖蜜中筛选出来的德式乳酸杆菌，在工业化条件下进行筛选驯化，能在高温的条件下，利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等，后来发现它也可以运用于糖蜜发酵生产乳酸。

糖蜜是制糖工业的副产品，是一种粘稠、黑褐色、呈半流动的物体，组成因制糖原料、加工条件的不同而有差异，其中含有大量的可发酵糖(主要是蔗糖)，因而是很好的发酵原料，可用作酵母、味精、有机酸等发酵制品的底物或基料，也可用作某些食品的原料和动物饲料。糖蜜包括甘蔗糖蜜与甜菜糖蜜，它含有大约40～50％的总糖(主要成分是蔗糖、果糖、葡萄糖)，在发酵行业中最为廉价的碳源原料。它与葡萄糖或淀粉水解液比较，价格低廉，已经广泛用于酵母、酒精、柠檬酸、核黄素及多糖等产品的工业生产。到目前为止，工业上还没有利用糖蜜发酵生产乳酸的实例。

发明内容

本发明的目的在于提供了一株适合于糖蜜发酵生产高纯度L-乳酸的德式乳酸杆菌，该菌株是从糖蜜中筛选，通过紫外诱变驯化得到，该菌株已于2014年6月18日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，分类命名：德式乳酸杆菌Lactobacillus delbrueckii SZ01；保藏编号：CCTCC NO：M2014268；地址：中国武汉武汉大学。

本发明的另一个目的在于提供了一种利用德式乳杆菌SZ01发酵生产高光学纯度L-乳酸的方法，在23％的高糖浓度下，55℃的高温下，对水解后的糖蜜进行发酵生产L-乳酸，L-乳酸的光学纯度可以达到99.5％以上，L-乳酸的浓度可达到180-200g/L，发酵时间在30-35h。

本发明一个目的在于提供了一种用于乳酸发酵的糖蜜的预处理方法，该方法简单易行，适于工业化生产。

本发明最后一个目的在于提供了德式乳杆菌SZ01在制备L-乳酸中的应用。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术措施：

德式乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)SZ01的获得：

以从糖蜜中分离筛选出来的一株德式乳杆菌作为出发菌株，并通过紫外诱变获得目的菌株，申请人将其命名为(Lactobacillus delbrueckii)SZ01。该德式乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)SZ01于2014年6月18日已在中国典型培养物保藏中心保藏，保藏号CCTCC NO.M2014268，分类命名：德式乳杆菌Lactobacillus delbrueckii SZ01，地址：中国 武汉 武汉大学。