一株利用木糖产L-乳酸细菌的发酵特性研究

对高效木糖乳酸菌Lt的发酵特性进行了研究,同时对其发酵玉米芯L-乳酸进行了初步探讨。Lt菌株生长需要氧气,延迟期约为6h,16h以后进入稳定期,可利用木糖、葡萄糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖产L-乳酸,转化率为88.0%-98.7%。最适发酵温度为46℃,从46-52℃产酸量均较高。用6%的纯木糖发酵48h,L-乳酸产量为57.35g/L,转化率约为95%;用含6%还原糖的玉米芯磷酸水解液发酵48h,L-乳酸产量为31.30g/L。该菌株具有发酵温度高、适温范围宽、发酵时间短、转化率高、L-乳酸纯度高等优点。     

N+注入诱变选育混合糖发酵L-乳酸高产菌株

采用低能N+ 注入技术对米根霉As3.819 进行诱变选育,以提高该菌株利用混合糖(葡萄糖、木糖)发酵生产L- 乳酸的能力。实验结果表明,菌株的存活率曲线呈典型的“马鞍型”,在注入剂量为50 × 2.5 × 1013ions/cm2时具有较高的正突变率。选育获得突变株N50-7,其L- 乳酸产量为79.42g/L,比出发菌株提高了17.75%,且遗传稳定性较好。对突变株N50-7 的发酵培养基进行了初筛,在混合糖150g/L(葡萄糖100g/L、木糖50g/L)、(NH4)2SO43.0g/L、KH2PO4 0.3g/L、MgSO4·7H2O 0.3g/L、ZnSO4·7H2O 0.4g/L 的条件下发酵72h,L- 乳酸产量最高达到103.81g/L,较初筛前提高了30.71%。     

等离子体诱变凝结芽孢杆菌提高木糖利用能力高产L-乳酸

为进一步提高凝结芽孢杆菌发酵木糖生产L-乳酸的产量和转化率,以实验室保存的一株能利用木糖产L-乳酸的野生型凝结芽孢杆菌菌株NL01为出发菌株,通过等离子体诱变育种技术和平板菌落初筛、摇瓶复筛,最终得到一株木糖耐受力强、L-乳酸产量高、遗传特性稳定的正向突变菌株NL-CC-17。该突变菌株是目前已报道的木糖耐受力最高的菌株。当以100 g/L的木糖为底物,50 ℃发酵72 h后,L-乳酸产量达到82.30 g/L,糖酸转化率为92.37%,L-乳酸产量较出发菌株提高21.51%,糖酸转化率提高了16.00%。通过初步优化发酵条件,确定该菌株最佳发酵温度为50 ℃,实验范围内最佳发酵pH值为5.5。     

米根霉L-乳酸发酵动力学

通过正交试验研究米根霉AS3.819利用葡萄糖发酵生产L-乳酸时,发酵培养基中葡萄糖、(NH4)2SO4、KH2PO4、ZnSO4·7H2O、MgSO4对发酵的影响.确定的最佳发酵培养基组成:葡萄糖80 g/L、(NH4)2SO4 2 g/L、KH2PO4 0.3 g/L、ZnSO4·7H2O 0.05 g/L、MgSO40.3 g/L.在此培养基组中平均发酵产L-乳酸61.5g/L,对葡萄糖的平均转化率为76.9%.初步建立米根霉AS3.819利用葡萄糖发酵生产L-乳酸的动力学模型,并通过发酵动力学试验获得到模型参数,对培养基中初始葡萄糖质量浓度分别为72、74g/L的发酵过程进行预报.结果表明,建立的动力学模型能较好地描述米根霉发酵生产L-乳酸的过程:L-乳酸的生成机制是以生长机制为主的混合动力学机制.     

一株仅产L-乳酸的乳酸乳球菌发酵培养基的优化

为了研究一株分离自新疆牧民家庭自制酸马奶中的乳酸乳球菌KLDS 4.0325产L-乳酸的能力,以L-/D-乳酸试剂盒验证该菌种在发酵过程中所产L-乳酸的光学纯度为100%。利用Plackett-Burman设计法对影响该菌株发酵的培养基主要组分进行筛选,确定影响L-乳酸产量的主要因素为蔗糖、酵母粉、K2HPO4。在此基础上,采用响应面法优化发酵培养基的组成,结果表明：当蔗糖添加量为102.9 g/L、酵母粉添加量为2.5 g/L、K2HPO4添加量为7.9 g/L时,L-乳酸产量最大,可达86.6 g/L,在最优发酵条件下获得的实测值与模型预测值（86.3 g/L）吻合,说明所建立的模型是切实可行的。     

产高光学纯度L-乳酸菌株HY-38发酵培养基优化

以产L-乳酸光学纯度为99.3%的粪肠球菌（Enterococcus faecium）HY-38作为出发菌株,通过Plackett-Burman试验设计确定影响L-乳酸的产量的主要因素,筛选出3个有显著影响效应的因素,分别为葡萄糖、酵母膏及乙酸钠,最陡爬坡试验逼近影响因素最佳值区域,采用Box-Behnken设计及响应面分析对L-乳酸发酵培养基成分进行优化。结果表明,L-乳酸发酵培养基成分确定为葡萄糖148 g/L、酵母膏12.4 g/L、碳酸钙80 g/L、乙酸钠5.0 g/L、磷酸二氢钾1.0 g/L、硫酸镁1.2 g/L、硫酸锰0.04 g/L,在此条件下,L-乳酸的产量达到134.7g/L,比优化前（108.3 g/L）提高了24.3%。     

以玉米粉为原料L-乳酸高产菌株的选育和产酸条件的研究

以玉米粉为原料,米根霉为初始菌株,采用超声波-紫外线进行复合诱变,选育出一株发酵玉米粉产L-乳酸的米根霉菌株NF12,其产酸量较初始菌株提高了21.61g/L。确定了10L罐发酵玉米粉产L-乳酸的最适发酵条件,结果表明:70%装填量,5%接种量,30℃,300r/min,通气流量0.6L/(L·min),溶氧90%,在此条件下进行发酵,L-乳酸产量为83.15g/L。     

耐酒精高产L-乳酸菌株的筛选及发酵培养基优化

为提高L-乳酸产量,降低L-乳酸的生产成本,该研究经过筛选、驯化获得一株耐酒精且高产L-乳酸的菌株鼠李糖乳杆菌AK-0779。使用玉米酒糟代替部分酵母粉作为菌株AK-0779发酵培养基的氮源。在单因素实验基础上,对葡萄糖添加量、酵母粉添加量和玉米酒糟添加量进行三因素三水平响应面优化试验。结果表明,最适发酵培养基为：葡萄糖添加量9.80%,玉米酒糟添加量0.98%,酵母粉添加量1.72%,L-乳酸产量为78.91 g/L,糖酸转换率为80.52%。与酵母粉完全充当氮源产L-乳酸82.36 g/L相比,产量无显著差异,说明玉米酒糟能有效代替部分酵母粉作为发酵培养基的氮源,降低L-乳酸生产成本。     

产琥珀酸菌LW-2的筛选、鉴定及发酵条件优化

以牛瘤胃内容物为菌源,利用富马酸钠为碳源筛选到1株高产琥珀酸菌LW-2。经形态学、生理生化鉴定和16S rDNA序列系统发育树分析,确定菌株LW-2为弗格森埃希菌(Escherichia fergusonii);以葡萄糖和木糖为碳源,对该菌株的发酵工艺条件进行优化,利用葡萄糖产琥珀酸的最佳条件为发酵时间24 h、发酵温度40℃、接种量2.5%、pH值调节剂MgCO_3(用量30 g/L),在该条件下所得琥珀酸产量为6.36 g/L,比优化前提高了41.96%,琥珀酸产率为21.2%;利用木糖产琥珀酸的最佳条件为发酵时间66 h、发酵温度37℃、接种量7.5%、p H值调节剂MgCO_3(用量30 g/L),在该条件下所得琥珀酸产量为7.51 g/L,比优化前提高了42.50%,琥珀酸产率为25.03%。该菌株可利用五碳糖或六碳糖产琥珀酸,且以木糖为碳源发酵获得的琥珀酸产量高于葡萄糖,具有较好的琥珀酸生产潜力。     

鼠李糖乳杆菌乳酸发酵动力学的研究

鼠李糖乳杆菌是一类重要的L-乳酸生产菌,研究其发酵条件及其动力学对发酵工艺及其过程控制具有重要意义.本文针对鼠李糖乳杆菌1.549,通过摇瓶悬浮试验确定其最佳培养条件及发酵培养基组成.在此基础上,研究初始葡萄糖浓度和产物乳酸的积累对发酵过程的影响,建立发酵动力学模型.结果表明,鼠李糖乳杆菌1.549摇瓶发酵最佳培养条件:温度34℃,种龄8 h,接种量5%.由正交试验确定的摇瓶最佳发酵培养基组成:酪蛋白胨15 g/L,酵母膏4 g/L,葡萄糖50 g/L,柠檬酸二铵1 g/L,K2HPO4 2 g,L,乙酸钠2 g/L,MgSO4 0.3g/L,MnSO4·H2O 0.03 g/L,FeSO4·7H2O 0.03 g/L.鼠李糖乳杆菌利用葡萄糖L-乳酸发酵动力学模型结果与本试验结果吻合较好,其乳酸发酵机制属部分生长耦联型.动力学参数揭示,高浓度的初始葡萄糖底物和乳酸的积累对发酵的影响在于其对细胞生长的抑制.     

分批补料高密度培养米根霉As3.819产L-乳酸的研究

采用分批补料方式对米根霉As3.819高密度培养产L-乳酸的效果进行研究。摇瓶实验确定的最佳培养条件为：接种量5%、接种时间24h、装液量40%、补料液中葡萄糖与硫酸铵的质量比为20:1。罐发酵的最佳补料方式为葡萄糖浓度反馈流加。通过流加培养获得了较高的菌体密度,菌体干重达18.45g/L;重复发酵5批次,产L-乳酸效率达2.25g/L·h;菌体干重和产酸效率较分批培养分别提高了92.9%和82.9%。     

玉米浆发酵生产L- 乳酸的工艺优化

采用嗜热乳酸链球菌,以玉米浆为主要氮源,通过响应面对其发酵培养基进行优化设计,最终确定出以玉米浆生产L- 乳酸的最佳发酵方案为：葡萄糖84g/L、玉米浆41g/L、硫酸铵1.3g/L、pH6.5,其L- 乳酸产量为11g/L,与添加牛肉膏产酸量(9.02g/L)接近,但可以大大降低成本,有效提高生产效率。     

米根霉发酵木薯淀粉产L-乳酸的工艺优化

以培养基配方（糖化液、蛋白胨、酵母膏、麦芽粉添加量）和培养条件（培养温度、pH、培养时间、接种量）的单因素试验结果为 依据,选取糖化液质量分数、培养时间、pH和培养温度4因素,以发酵液中L-乳酸含量为评价指标,基于Box-Behnken试验设计响应面 法优化了米根霉发酵木薯淀粉产L-乳酸的发酵工艺参数。 结果表明,最优发酵工艺参数为糖化液26%、蛋白胨6 g/L、酵母浸膏4 g/L、 麦芽粉10 g/L、KH2PO4 0.3 g/L、MgSO·4 7H2O 0.4 g/L、ZnSO4·7H2O 0.3 g/L、CaCO3 45 g/L、培养时间80 h、培养温度29 ℃、初始pH 5.5、接 种量6%。 该优化条件下,发酵液中L-乳酸的含量可达84.33 g/L,发酵液中葡萄糖对L-乳酸的转化率为71.34%,其光学纯度为75.62%, 比旋光度为+2.12。     

一株耐高温乳酸菌的发酵条件优化

选用乳酸菌发酵生产L-乳酸,利用SAS软件的Plackett-Burman设计和Box-Benhnken设计优化了发酵培养基,以期提高L-乳酸的产量。最终确定最优培养基为(g/L),乙酸钠1.69、蛋白胨6.33、酵母膏6.63、葡萄糖30、吐温80 1、玉米浆10、柠檬酸二铵2、KH2PO40.28、MnSO4.7H2O 0.2、MgSO4.7H2O 0.2、CaCO310。在上述条件下,发酵乳酸菌的L-乳酸产量为12.533 g/L,比优化前提高74.07%。     

醋酸菌培养条件的优化及醋酸分批发酵

目的醋酸菌培养条件的优化与醋酸发酵实验。方法通过正交试验确定最佳培养条件,并在优化条件下进行分批发酵。结果优化培养条件为:葡萄糖10g/L,酵母膏10g/L,乙醇10%(v/v),pH5.5,装量50mL/500mL,静置培养5d。在优化条件下,醋酸产量比用普通产酸培养基提高了36.4%。应用于分批发酵试验产酸较高。结论优化培养条件适合醋酸菌生长与醋酸发酵。     

ptsG/mglB双基因敲除对大肠杆菌发酵混合糖产L-乳酸的影响

为增强大肠杆菌（Escherichia coli）JH16利用混合糖产L-乳酸的能力,通过Red同源重组技术敲除葡萄糖转运酶基因ptsG和半乳糖转运基因mglB,构建重组菌E. coli JH2705。结果表明,以8%混合糖（5.6%葡萄糖和2.4%木糖）为碳源,ptsG/mglB双基因缺陷重组菌E. coli JH2705同时可利用葡萄糖和木糖,大幅减小葡萄糖效应带来的不利影响,其木糖利用速率为0.60 g/（L·h）,L-乳酸生产强度为1.27 g/（L·h）,较出发菌株E. coli JH16分别提高50%和79.1%,E. coli JH2705的糖酸转化率高达70%,为利用木质纤维素等可再生原料高效生产L-乳酸提供技术参考。