CN102864186A

CN102864186A - 一种利用乳酸链球菌发酵l-乳酸的方法

Info

Publication number: CN102864186A
Application number: CN201210311909XA
Authority: CN
Inventors: 金雅新
Original assignee: TAICANG MAOTONG HUAJIAN CO Ltd
Current assignee: TAICANG MAOTONG HUAJIAN CO Ltd
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明提供了一种利用乳酸链球菌发酵L-乳酸的方法，本发明以乳酸链球菌为出发菌株，以玉米浆发酵生产L-乳酸进行研究。本发明考察了种龄、不同碳源、不同氮源、不同pH值及玉米浆质量浓度对L-乳酸发酵的影响。

Description

一种利用乳酸链球菌发酵L-乳酸的方法

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用乳酸链球菌发酵L-乳酸的方法。

背景技术

乳酸，是目前世界上公认的三大有机酸之一。乳酸及其衍生物，广泛的应用于食品、医药、饲料、化工等领域。乳酸的构型分为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸3 种，人体只能吸收L- 乳酸，过多地食用D-乳酸或DL-乳酸可导致人体代谢功能的紊乱。L-乳酸最具有应用潜力的是生产聚乳酸(PLA)，制造生物可降解性塑料，其市场潜力巨大，发展前景十分诱人，因此国内外对L-乳酸的研究和生产十分重视。

乳酸菌是公认的营养要求苛刻的菌种，但培养基的复杂性提高了L-乳酸的生产成本，约占总成本的30% 左右。目前国内细菌发酵生产乳酸基本以添加酵母粉、牛肉膏为主，其添加量占到生产成本的10%，甚至更高。因此寻找一种低成本且有效的营养物质来提高底物的转化率和L-乳酸产量成为目前的一个研究焦点。玉米浆含有多种氨基酸、维生素和金属离子，且成本较低，能够代替酵母粉、牛肉膏作为乳酸发酵的营养资源，从而降低生产成本提高生产效益。

发明内容

1. 一种利用乳酸链球菌发酵L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，发酵培养基中接入一定种龄的种子液，37℃于培养箱中培养72 h。

2. 步骤1所述的发酵培养基（g/L）：葡萄糖80.0、蛋白胨10.0、酵母膏10.0、硫酸铵2.0、硫酸镁0.2、硫酸锰0.05、乙酸钠5.0、磷酸二氢钾2.0、吐温1.0 mL、碳酸钙5.0，控制在一定的初始pH值。

3. 步骤1所述的种子液体培养基成分(g/L)及培养条件：葡萄糖50.0，蛋白胨10.0、牛肉浸膏10.0、酵母浸粉5.0、乙酸钠2.0、K₂HPO₄ 2.0、MgSO₄·7H₂O 0.58、MnSO₄·H₂O 0.25、吐温-80 1.0 mL，37℃于培养箱中培养24 h 。

4. 步骤1所述的最佳种龄为15 h。

5. 步骤2所述的最佳碳源为葡萄糖。

6. 步骤2所述的最佳氮源为玉米浆。

7. 步骤2所述的最佳pH值为6.0。

8. 步骤6所述的玉米浆的最佳浓度为45 g/L。

本发明的有益效果在于：本发明对乳酸链球菌发酵生产L-乳酸进行研究，以期为实际工业生产提供参考。

附图说明

图1菌体生长曲线。

图2玉米浆质量浓度对 L-乳酸发酵的影响。

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乳酸链球菌，购买于ACCC，编号为：ACCC11094。

实施例1

本实施案例说明种子培养时间对发酵过程的影响，用接种环挑取冷藏斜面菌种接种到装有20 mL种子培养基的试管，37℃静置培养24 h。菌体生长曲线见图1。

由图1 可知，菌种的对数生长期为6～16 h，15 h时OD₆₂₀达到最高，因此可确定最佳接种菌龄为15 h。

实施例2

本实施案例说明不同碳源对发酵L-乳酸的影响，以发酵培养基为基础，碳源分别替换成葡萄糖、蔗糖、乳糖、糖蜜，其他条件不变，比较不同碳源对L-乳酸产量的影响，其结果见表1 。

由表1 可知，葡萄糖作为碳源时L- 乳酸产量最高为8.24 g/L。

表1 不同碳源对发酵的影响

碳源(8%)	产气	浑浊度	OD₆₂₀	产酸量/(g/L)
					葡萄糖	+++	+++	1.724	8.24
蔗糖	+	++++	2.234	7.21
					乳糖	-	+	0.956	2.24
糖蜜	-	-	0.358	5.45

实施例3

本实施案例说明不同氮源对发酵的影响，按照发酵培养基配方，氮源分别替换成硫酸铵、氯化铵、玉米浆、牛肉膏、尿素，其他条件不变进行发酵培养，结果见表2。

由表2可知，牛肉膏作为氮源的乳酸产量最高，硫酸铵、玉米浆次之，产酸量与添加牛肉膏相差不大，为了降低成本采用玉米浆代替牛肉膏作为主要氮源发酵生产L-乳酸。

表2 不同氮源对发酵的影响

氮源(2%)	产气	浑浊度	OD₆₂₀	产酸量/(g/L)
					硫酸铵	－	+	1.086	8.42
氯化铵	－	+++	0.834	5.96
					玉米浆	+	++	1.256	7.86
牛肉膏	+++	++	2.642	9.12
					尿素	－	++	2.224	1.38

实施例4

本实施案例说明不同pH 值对发酵的影响，按照发酵培养基配方，分别采用pH 5.5、6.0、6.5、7.0、7.5，其他条件不变进行发酵培养，结果见表3。

由表3可知，pH 6.0 时，L- 乳酸产量最高为5.89 g/L。由上述所有的单因素试验可以看出，最佳碳源为葡萄糖，氮源为牛肉膏，p H 6.0。

表3不同pH 值对发酵的影响

pH	产气	浑浊度	OD₆₂₀	产酸量/(g/L)
					5.5	+++	+	2.312	4.52
6.0	+	+++	1.676	5.89
					6.5	+	+++	1.424	5.62
7.0	++	+	2.134	4.24
					7.5	+	+	2.856	4.95

实施例5

本实施案例说明玉米浆质量浓度对L-乳酸发酵的影响，取玉米浆质量浓度为15、25、35、45、55 g/L 加入到发酵培养基中，其他发酵条件不变，比较最佳玉米浆质量浓度，其结果见图2。

由图2可见，玉米浆质量浓度为45 g/L 时产酸量最大为9.94 g/L。

Claims

1.一种利用乳酸链球菌发酵L-乳酸的方法，包括种子培养和发酵产酸步骤，其特征在于发酵时，发酵培养基中接入一定种龄的种子液，37℃于培养箱中培养72 h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基：葡萄糖80.0 g/L、蛋白胨10.0 g/L、酵母膏10.0 g/L、硫酸铵2.0 g/L、硫酸镁0.2 g/L、硫酸锰0.05 g/L、乙酸钠5.0 g/L、磷酸二氢钾2.0 g/L、吐温1.0 mL、碳酸钙5.0 g/L，控制在一定的初始pH值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，种子液体培养基成分及培养条件：葡萄糖50.0 g/L，蛋白胨10.0 g/L、牛肉浸膏10.0 g/L、酵母浸粉5.0 g/L、乙酸钠2.0 g/L、K₂HPO₄ 2.0 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.58 g/L、MnSO₄·H₂O 0.25 g/L、吐温-80 1.0 mL，37℃于培养箱中培养24 h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，种龄为15 h。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，碳源为葡萄糖。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，氮源为玉米浆。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，玉米浆的浓度为45 g/L。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，pH值为6.0。