产l.乳酸米根霉菌株的选育与发酵条件的.研究

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1、山东轻工业学院硕士学位论文求和生产又掀起了一个高潮。据预测，在不久的将来，L-乳酸将成为一种广泛应用的有机化工产品之一。微生物发酵法是一种重要的乳酸生产方法。我国是一个农业大国，备种农产品来源丰富，可以为发酵乳酸提供充足的原材料，而且发酵法生产”的乳酸作为食品添加剂更安全，同时此法还可以比较容易地制得较高纯度的L一乳酸。能够产生乳酸的微生物有很多，但主要是细菌中的乳酸菌类和霉菌中的根霉属。用于工业生产的乳酸菌主要有以下四个属：乳杆菌属，链球菌属、明串珠菌属，足球菌属。乳酸菌对培养基的要求比较严格，需要多种生长因子，其产物可以为胪，L一，D，L一型乳

2、酸。目前大多数的乳酸生产是利用细菌发酵进行的，其产品主要是D，L_乳酸。而对于现在应用较多的L一乳酸的生产，可以利用某些细菌进行，如德氏乳杆菌、粪链球菌等，它们的特点是对糖的转化率高而且是厌氧发酵。但由于这些细菌的营养要求高，发酵温度低，无菌要求严格，容易在发酵过程中混入产生D一乳酸或外消旋乳酸的乳酸菌，影响所产L乳酸的纯度，因此在实际应用中受到一定限制，目前此方法尚处于研究阶段．由于其具有厌氧发酵和高转化率的优点，对它的研究还是非常有价值的。HDanner等筛选出一株耐高温Bacillusste甜othermophHus菌株“1，可在65’C高温

3、条件下发酵生产l。一乳酸，其产生的L一乳酸光学纯度可达95％以上，体积产率为59／L·h，此菌株克服了细菌发酵乳酸的一些缺点，具有产酸高，厌氧发酵，动力消耗少的优点，与传统的细菌发酵和根霉发酵乳酸相比在某些方面具有一定的优势，非常具有实用价值。但目前研究最多、最成熟的L-乳酸的生产方法是利用根霉的L一乳酸发酵。1．2根霉L乳酸发酵根霉是迄今为止在丝状真菌中最具有工业生产价值的一种L一乳酸生产菌种。主要有黑撮霉、爪哇根霉、小麦曲报霉、米报霉、美丽报霉等许多菌种，其中对米根霉研究的最多。据资料介绍[11“1，米根霉属于异型乳酸发酵菌种，在好氧条件下由葡

4、萄糖生成L一乳酸和乙醇，如果在合适的培养基和培养条件下，乳酸发酵大部分生成L．乳酸，而很少生成乙醇。这样就町以满足我们用它来生产【厂乳酸的目的。根霉的L一乳酸发酵牛产中，除产生乳酸外，由于菌种和代谢途径的_、同，还1日。能有乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、乙酸发酵等，它们之川的4山东轻工业学院硕士学位论文比例随菌种和工艺的不同而变化，根据研究，根霉的糖代谢主要有以下几种反应：(1)正常呼吸C。H。：魄+晚(2)富马酸发酵C。H．妣十晚(3)酒精发酵C6H。206(4)乳酸发酵甜{。舷(5)同化作用(生成菌体)6C02+6H：0c

5、叱仉+2CG+4H2

6、02Czl_{50H-F2CG黜臻根据以上的代谢反应式可以看出，第(5)步的同化代谢是其生长代谢所必需的，而只有抑制(1)、(2)、(3)步反应，才能提高乳酸的转化率，使米根霉的L一乳酸发酵由异型乳酸发酵向同型转变。但较之细菌的乳酸发酵转化率(一般大于90％)低。虽然米根霉发酵L-乳酸对糖的转化率较低，但根霉的L一乳酸发酵有许多优点，它对培养基的要求比较简单，有淀粉耩化能力，可以利用无机氮源，由于其产生的丝状菌丝比较容易过滤，可得到较清的滤液，后处理过程比较容易，因此可以获得光学纯度较高的L一乳酸产品。由于根霉的L一乳酸发酵是好气性发酵，需增加空气

7、和搅拌的动力消耗。综合考虑，根霉的L一乳酸生产还是非常具有利用价值的。1．3根霉L．乳酸发酵的研究状况及进展由于L一乳酸需求量的不断增长，对根霉L-乳酸发酵的研究，从菌种筛选和诱变、发酵机理的研究以及发酵工艺和设备的改进等方面都做了大量的工作，并取得了很多成果，为根霉L一乳酸发酵生产提供了大量的理论和实验基础。杨虹”。71(1994)和陈碧娥”1(1993)分别研究了L一乳酸产生菌—米根霉的诱变选育，采用紫外线和氯化锂双重诱变剂，选用合适的剂量进行诱变，并根据米根霉乳酸代谢中TCA循环较弱的特点，通过在琥珀酸平板上培养的方法将诱交产生的乳酸高产菌株

8、筛选出来。而且经研究发现，米根霉的L乳酸高产菌株其TCA循环明显弱化，而其EMP途径的活性较高，这在理论卜很好地说明了为何米根霉高产卜乳酸。另外，白冬梅等‘9'<2000)研究了米根霉复壮的方法，根据米根霉生长过程中菌丝体容易蔓延的特点，采用在培养基中添加抑制剂(去氧胆酸)和玻璃管初筛平板(透明圈和变色圈)的方法进行初筛，大大提高了菌种筛选的效率．这。方法对米根霉的I．一乳酸生产具有很好的指导作用。山东轻工业学院硕士学位论文比例随菌种和J1：艺的不同而变化，根据研究，根霉的糖代谢主要有以下几种反应：(1)止常呼吸c。H。：06+仉(2)富马酸发酵c

9、。H．206+02(3)酒精发酵c出。舡(4)乳酸发酵cJ{。n(5)同化作用(生成菌体)6C仉+6H：0c

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