[发明专利]一种乳酸片球菌菌株及其在L-乳酸生产中的应用

说明书

本发明涉及一种乳酸片球菌菌株及其在L‑乳酸生产中的应用。本发明提供一株乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)Cath137，其保藏编号为CCTCC M20211363。本发明还提出上述乳酸片球菌在L‑乳酸生产中的应用。本发明还在于提出一种发酵乳酸的生产方法，所述方法包括利用乳酸片球菌Cath137制备种子液，和/或发酵生产L‑乳酸。本发明所使用的乳酸片球菌菌株具有良好的耐受木质纤维素预处理产生的抑制物的性能，在木质纤维素水解液中能够生长并生产乳酸，达到较高的乳酸产量和得率，具有良好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及一株耐毒性的乳酸片球菌，以及利用耐毒性乳酸片球菌发酵生 产乳酸的方法，本发明属于生物技术和微生物技术领域。

技术背景

乳酸是一种重要的工业化学品，它广泛运用于食品、医药、皮革以及纺织 业。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的生物可降解性生物基材料，再全球 禁塑的背景下，越来越受到关注，且每年的消费量都在不断增加。近年来，以 光学纯L-乳酸为前体生产生物可降解塑料聚乳酸，使得光学纯L-乳酸的需求大 大提升。目前，乳酸生产主要包括两种路径：化学合成和微生物发酵。化学合 成主要是通过强酸水解乳腈产生，乳腈是由乙醛和剧毒物质氢氰酸合成得到 的，化学合成的缺点在于成本昂贵，其生产的乳酸是D/L混合型乳酸；而微生 物发酵的有点在于可生产光学纯乳酸、低的生产温度以及低能耗，使得微生物 发酵成为主要的乳酸生产方式。

现有的报道中用于生产L-乳酸的菌有：乳酸菌Lactobacillus rhamnosus、Lactococcus lactis，米根霉Rhizopus oryza，芽孢杆菌Bacillus subtilis，大肠杆菌Escherichia coli，酿酒酵母，谷氨酸棒状杆菌。世界上90％的商用L-乳酸都是 由玉米淀粉类原料进行发酵而得到的。而玉米淀粉原料的成本约占总发酵成本 的70％。因此，亟需找到一种廉价的原料替代淀粉类原料进行L-乳酸生产。木 质纤维素原料是一种价格低廉、来源广泛的可再生生物质能源，利用廉价、含 量丰富的木质纤维素原料将会大大减少L-乳酸的生产成本。

使用木质纤维素原料如农林废弃物进行生物基化学品的生产过程主要包 括：原料收集、预处理、脱毒、糖化、发酵及分离纯化等。由于木质纤维素生 物炼制与淀粉基生物化学品的生产相比，能耗、水耗及废水排放更高，且发酵 指标偏低，不利于实现木质纤维素替代淀粉基进行生物基化学品的工业化生 产。木质纤维素的预处理过程会产生多种抑制物，例如糠醛、羟甲基糠醛等， 抑制物的存在不仅会抑制纤维素酶的活性，还会抑制发酵微生物的生长和代谢 从而降低发酵指标。目前可以利用生物脱毒菌株(如宛氏拟青霉Paecilomyces variotii Bainier)的降解作用减少木质纤维素原料预处理产生的抑制物，但是微 生物利用脱毒后的木质纤维素水解液发酵过程中，还是会受到残存的抑制物的 影响。在这种情况下，如果利用木质纤维素原料进行乳酸的生产，就需要菌株 在存在抑制物的水解液中生长和发酵。因此，获得可以在存在抑制物水解液中 可以生长和发酵的菌株，就显得很有必要。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一株乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)Cath137，其保藏编号为CCTCC M 20211363。

本发明的第二个目的在于提出上述乳酸片球菌在L-乳酸生产中的应用。

本发明的第三个目的在于提出一种L-乳酸的生产方法，所述方法包括利用 乳酸片球菌Cath137制备种子液，和/或，发酵生产L-乳酸。

本发明具有以下优点：

1.本发明所使用的乳酸片球菌菌株具有良好的耐受木质纤维素预处理产生 的抑制物的性能，在木质纤维素水解液中能够生长并生产乳酸；

2.本发明提供的乳酸片球菌对木质纤维素水解液体系具有良好的适应能 力，在复杂体系中可以达到较高的乳酸产量和得率，具有良好应用前景和经济 效益。

具体实施方式