CN102643876A

CN102643876A - 一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法

Info

Publication number: CN102643876A
Application number: CN2012101350605A
Authority: CN
Inventors: 张斌
Original assignee: SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd
Current assignee: SUZHOU BAIQU FOOD CO Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明提供了一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法，通过添加大豆蛋白水解物提高菌株生长，使乳酸菌在生长过程中缩短延迟期，延长对数期和稳定期，大幅度提高细胞数量，进而提高菌株产乳酸能力，从而通过廉价蛋白水解物促乳酸菌增殖降低生产成本，提高经济效益。

Description

一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法。

背景技术

乳酸是一种重要的有机酸，学名α-羟基丙酸，在分子结构中有一个不对称碳原子，因此乳酸存在两种异构体，即L-(+)乳酸和D-(-)乳酸。作为一种重要的生物化工原料，L-乳酸被广泛应用于食品、医药、现代农业、日用化工、有机化工等领域，覆盖大量产品。

乳酸可以通过化学合成或碳水化合物发酵得到，但是基于发酵法能够专一性地得到L-乳酸或D-乳酸，因此发酵法被广泛用于L-乳酸的生产。乳酸杆菌发酵生产乳酸具有光学纯度高、发酵强度显著提高等特点，因此，利用乳酸杆菌发酵生产乳酸成为大规模生产L-乳酸的趋势。

目前用于乳酸生产的原料主要有淀粉、糖蜜、乳清粉等。为了降低乳酸的制备成本，提高乳酸生产质量，国内外对乳酸生产的研究，主要集中在低价原料的开发利用、提高发酵强度、优化乳酸分离提取工艺这三个方面。

发酵法生产乳酸最早见于1841年的Boutron和Fremy的记载中，其生产方法是将麦芽或酸乳放入淀粉或牛乳中使其自然发酵，然后用碳酸钙逐渐中和所产生的乳酸。实际的工业生产始于1881年的美国阿伏利公司，其以玉米、小麦、大米、红薯等淀粉为原料，首先将淀粉糖化，加入碳酸钙，然后加入乳酸菌发酵3-6天。

细胞数量是影响乳酸菌发酵性能的关键因素，由于乳酸菌具有很弱的蛋白水解能力，利用蛋白水解物作为乳酸菌生长增殖剂添加到培养基中，提高培养基中多肽和氨基酸含量，使乳酸菌在生长过程中缩短延迟期，延长对数期和稳定期，大幅度提高细胞数量，从而通过廉价蛋白水解物促乳酸菌增殖降低生产成本，提高经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法，通过添加大豆蛋白水解物提高菌株生长，使乳酸菌在生长过程中缩短延迟期，延长对数期和稳定期，大幅度提高细胞数量，进而提高菌株产乳酸能力，从而通过廉价蛋白水解物促乳酸菌增殖降低生产成本，提高经济效益。

1. 一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法，其特征在于通过添加大豆蛋白水解物提高菌株生长，使乳酸菌在生长过程中缩短延迟期，延长对数期和稳定期，大幅度提高细胞数量，进而提高菌株产乳酸能力，从而通过廉价蛋白水解物促乳酸菌增殖降低生产成本，提高经济效益。

2. 步骤1所描述的方法，具体步骤如下：

（1）用接种环从菌株冷藏斜面挑取一菌环接种到装有60mL MRS活化液体培养基的100mL密封玻璃瓶中，37℃，150rpm，密封培养48h。

（2）以无菌吸管按5%（v/v）比例将MRS培养液转接于种子培养基中，37℃，150rpm密封培养48小时，重复转接三次，种子培养基的体积可根据实验需要逐步增大。

（3）将种子液按15%（v/v）比例接入装有150mL发酵培养基的250mL的医用葡萄糖注射瓶中，37℃静置培养72小时，发酵初期加入一定量的大豆蛋白水解物。

3. 步骤2所述MRS活化液体培养基（g/L）: 葡萄糖20，酵母膏4，蛋白胨10，牛肉膏8，吐温80 1mL，KH₂PO₄ 2，NaAc 5，柠檬酸二铵 2，MgSO₄ 0.2，MnSO₄ 0.04，蒸馏水1000mL。

4. 步骤2所述的种子培养基（%）：葡萄糖5%，蛋白胨0.5%，酵母粉0.5%，MgSO₄ 0.05%，NaCl 0.01%，KH₂PO₄ 0.05%。

5. 步骤2所述的发酵培养基（%）：葡萄糖 8%，蛋白胨0.5%，蛋白粉0.5%，MgSO₄ 0.05%，NaCl 0.01%，KH₂PO₃ 0.05%。

6. 步骤2所述的大豆蛋白水解物：大豆蛋白水解物是以5％大豆分离蛋白为基质，经90℃水浴中预热15min，冷却，调节pH 至8.0。按4000U/g 加入碱性蛋白酶，50℃水浴作用6h。在反应过程中，滴加2.0mol/L NaOH维持pH 稳定。反应结束后85℃加热10min 钝化酶，离心取上清液。

7. 步骤2（3）所述的最优接种量为15%。

8. 步骤2（3）所述的大豆蛋白水解物添加量0.5%。

9. 步骤2（3）所述的大豆蛋白水解物添加时间为8 h。

附图说明

图1不同接种量与乳酸产量之间的关系。

本发明的所使用微生物为保加利亚乳杆菌，保藏单位全称为中国农业微生物菌种保藏管理中心，简称为 ACCC，保藏编号：ACCC10638。

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。

实施例1

本实施例说明不同接种量对发酵产乳酸的影响，将种子液以1%、5%、10%、15%、20%、25%接种量转接入150mL发酵培养基中进行发酵培养，发酵72h后测定乳酸的产量。

由图1可以看出，当接种量为15%时得到的乳酸产量最高，当接种量分别为1%、5%、10%及15%时，发酵液中的最终乳酸的产量是随着接种量的增加而增加的，说明加大了接种量，乳酸菌的浓度增高，有利于乳酸的快速进行；接种量在20%、25%时，发酵液中的乳酸产量反而下降，可能是随着接种量的增加，由种子培养基中带来的代谢废物增多，且菌体生长过快，细胞衰亡加速，从而影响乳酸产量。

实施例2

本实施例说明不同大豆蛋白水解物添加量对发酵产乳酸的影响，采用0%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%六种添加量进行发酵研究，探讨不同大豆蛋白水解物添加量对乳酸产量的影响。

由表1可知，大豆蛋白水解物添加量为0.5%，产酸效果最好。

表1 不同大豆蛋白水解物添加量对乳酸发酵的影响

大豆蛋白水解物添加量（%）	0%	0.1%	0.3%	0.5%	0.7%	0.9%
							最终乳酸产量（g/L）	20.3	28.6	33.9	35.2	33.2	29.8

实施例3

本实施例说明不同大豆蛋白水解物添加时间对发酵产乳酸的影响，采用0 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h六种添加时间进行发酵研究，探讨不同大豆蛋白水解物添加时间对乳酸产量的影响。

由表2可知，大豆蛋白水解物添加时间为8 h，产酸效果最好。

表2 不同大豆蛋白水解物添加时间对乳酸发酵的影响

大豆蛋白水解物添加量（%）	0 h	2 h	4 h	6 h	8 h	10 h
							最终乳酸产量（g/L）	28.3	29.6	32.9	33.2	35.2	32.8

Claims

1.一种利用保加利亚乳杆菌发酵产乳酸的方法，其特征在于通过添加大豆蛋白水解物提高菌株生长，使乳酸菌在生长过程中缩短延迟期，延长对数期和稳定期，大幅度提高细胞数量，进而提高菌株产乳酸能力，从而通过廉价蛋白水解物促乳酸菌增殖降低生产成本，提高经济效益。

2.根据权利要求1所述的方法，其具体步骤如下：

用接种环从菌株冷藏斜面挑取一菌环接种到装有60mL MRS活化液体培养基的100mL密封玻璃瓶中，37℃，150rpm，密封培养48h；

以无菌吸管按5%（v/v）比例将MRS培养液转接于种子培养基中，37℃，150rpm密封培养48小时，重复转接三次，种子培养基的体积可根据实验需要逐步增大；

将种子液按15%（v/v）比例接入装有150mL发酵培养基的250mL的医用葡萄糖注射瓶中，37℃静置培养72小时，发酵初期加入一定量的大豆蛋白水解物。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于MRS活化液体培养基（g/L）:葡萄糖20，酵母膏4，蛋白胨10，牛肉膏8，吐温80 1mL，KH₂PO₄ 2，NaAc 5，柠檬酸二铵 2，MgSO₄ 0.2，MnSO₄ 0.04，蒸馏水1000mL。

4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于种子培养基（%）：葡萄糖5%，蛋白胨0.5%，酵母粉0.5%，MgSO₄ 0.05%，NaCl 0.01%，KH₂PO₄ 0.05%。

5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于发酵培养基（%）：葡萄糖 8%，蛋白胨0.5%，蛋白粉0.5%，MgSO₄ 0.05%，NaCl 0.01%，KH₂PO₃ 0.05%。

6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于大豆蛋白水解物：大豆蛋白水解物是以5％大豆分离蛋白为基质，经90℃水浴中预热15min，冷却，调节pH 至8.0；按4000U/g 加入碱性蛋白酶，50℃水浴作用6h；在反应过程中，滴加2.0mol/L NaOH维持pH 稳定；反应结束后85℃加热10min 钝化酶，离心取上清液。

7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)的接种量为15%。

8. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)的大豆蛋白水解物添加量0.5%。

9. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(3)的大豆蛋白水解物添加时间为8 h。