L-乳酸应用及生产技术研究进展

本文综述了目前L-乳酸的应用和及其生产研究的发展趋势。在应用方面,L-乳酸作为一种重要的有机酸,广泛应用于食品、农业、环保、医药、饲料、日用品、化工等领域,尤其是L-乳酸聚合物在生产可降解聚合物的研究方面已成为全球关注的热点。在生产研究方面,主要介绍了L-乳酸的菌种选育、发酵培养基原料和发酵新工艺的研究进展。随着聚乳酸作为生物可降解塑料的迅速发展,采用高新技术来开发光学纯度高、产量高、转化率高的L-乳酸生产技术成为全球关注的热点。     

绿色酸菜生产技术方案

本方案是以专利技术为基础,利用L-乳酸菌为发酵菌种,采用现代大型专用不锈钢发酵设备进行腌制。以绿色白菜为原料,利用符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的净水在低盐环境下进行恒温乳酸发酵等现代食品先进生产工艺,用生物工程技术控制发酵的全过程。发酵产生的L-乳酸是对人体胃肠道有益的一种有机酸,在肌体内可以代谢,与传统酸菜生产有很大的差别,传统的酸菜在发酵过程中亚硝酸钠含量高,盐分高,产生的D-乳酸不能被人体代谢,因此,采用本方案工艺技术生产的酸菜是一种更加安全、营养、卫生、保健的佳品。     

L-乳酸米根霉发酵体系LDH活力及代谢调控研究

乳酸脱氢酶(LDH)是米根霉代谢生产L-乳酸过程的关键酶，研究其在发酵过程中的活力变化，从酶水平分析发酵条件对L-乳酸发酵的影响，对米根霉发酵生产L-乳酸的人工代谢调节、菌种选育具有重要意义。本文研究了摇瓶条件下的米根霉AS3．1208发酵体系中乳酸脱氢酶的活力调控条件及与L-乳酸即时产率的关系，结果表明，发酵体系中L-乳酸产率与LDH活力在36～40h时最高。葡萄糖作为C源的L-乳酸产率与LDH活力比甘薯淀粉高。与牛肉膏和蛋白胨相比，硫酸铵是米根霉代谢的最佳N源，0．40％的硫酸铵具有较高的乳酸产率与LDH活力。发酵培养基中添加CaCO3与否，对乳酸产率与LDH活力有极大影响。以甘薯淀粉为碳源，在250ml三角瓶中的装液量为100ml，发酵36～40h时的L-乳酸即时产率最大，此时LDH活力也最高。     

生物传感分析仪测定葡萄糖和L-乳酸的影响因素研究

生物传感分析仪广泛应用于食品发酵工业和实验室研究中.为了使其更好地应用于发酵工业和实验室检测.考察了pH、无机盐的种类和浓度对SBα-40C型生物传感分析仪测定葡萄糖和L-乳酸准确性的影响,同时还考察了葡萄糖和乳酸测定的重复性及二者对测定是否存在相互干扰.结果表明,pH影响测定葡萄糖结果,L-乳酸测定的准确性爱影响严重;另外,当样品中的NaCI和NH4CI浓度≥0.06mol/L时,会使葡萄糖和L-乳酸测定值明显偏低.     

微生物利用木糖发酵L-乳酸代谢途径的研究

木糖广泛存在于林业及农业废弃物中,利用木糖发酵生产L-乳酸可有效利用再生资源.本文综述了自然界中不同微生物的木糖代谢途径,分析了木糖代谢途径中关键酶及其作用,并对木糖发酵L-乳酸过程中应用的代谢工程进行了介绍.     

白酒生产用L-乳酸的发酵工艺

为了解决基酒中乳酸乙酯酯含量不足,风味欠缺的问题,该文以黑曲霉(Aspergillus niger)T103为出发菌株,分别以L/D-乳酸为底物测定其酯化力,发现相较于D-乳酸,黑曲酯化酶对L-乳酸酯化能力更强,并通过对7株乳酸菌发酵产L-乳酸性能的比较,发现各菌株在以玉米为原料的发酵培养基上所产L-乳酸比例明显高于以大米为原料的发酵培养基,进一步发现不同初始糖度对产L-乳酸的比例没有明显影响,并初步确定了最佳L-乳酸发酵液制备工艺:以凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)B1为出发菌株,接种于以玉米为原料,糖度为18°Bx的乳酸发酵培养基中,发酵13 d,乳酸总量可达89.19 g/L,其中L-乳酸所占比例高达99%。该文为今后乳酸菌的强化发酵和高乳酸乙酯调味酒的制备奠定了基础。     

手性柱色谱法测定酸奶及乳酸饮料中的L-乳酸及D-乳酸

采用手性柱高效液相色谱法测定部分市售酸奶和乳酸饮料中L-乳酸和D-乳酸的质量浓度.结果表明,酸奶中L-乳酸质量浓度为25～100.00 g/L之间.D-乳酸质量浓度为0.00～2.00 g/L之间,绝大多数的酸奶中L一乳酸的质量分数超过98.00%,D-乳酸质量浓度较低;乳酸饮料中L-乳酸质量浓度在10.00～30.00g/L之间,D-乳酸质量浓度为1.00-3.00 g/L之间.     

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。     

耐氨米根霉菌株ST50-2产L-乳酸发酵条件研究

为研究耐氨米根霉菌株ST50-2产L-乳酸的发酵特性,采用氨水中和剂,进行7L反应器发酵实验。与ST50-2的出发菌株AS3.819相比,发酵周期由原来的72h缩短为56h,L-乳酸产量提高12.30%,乙醇含量降低22.22%,乳酸脱氢酶(LDH)比活力提高83.09%,乙醇脱氢酶(ADH)比活力降低16.06%,对还原糖的利用速率及生物量的积累均高于出发菌株。7L反应器发酵实验表明：CaCO3影响菌体的成球;搅拌转速、氨水体积分数影响菌体的生长、成球大小及L-乳酸产量;pH值影响L-乳酸产量及发酵周期。其优化结果为：在搅拌转速400r/min,中和剂氨水体积分数为15%,pH值控制在6.0时,ST50-2菌球直径为1.0～1.5mm,发酵周期为56h,L-乳酸产量达93.32g/L。     

米根霉不同菌丝体形态对重复间歇发酵生产L-乳酸的影响

研究米根霉在3L 发酵罐重复间歇发酵过程中,菌体形态对发酵强度的影响。结果表明：絮状米根霉首批发酵产L- 乳酸为105.8g/L,葡萄糖转化率88.12%,球状米根霉产L- 乳酸105.0g/L,葡萄糖转化率87.50%;在重复间歇发酵过程中,球状米根霉前6 批产L- 乳酸均保持在80.00g/L 以上,第7 批产L- 乳酸78.60g/L,葡萄糖转化率均高于87.33%,产酸效率最高可达到4.26g/(L·h),而絮状米根霉前4 批产L- 乳酸可保持在80.00g/L 以上,第5 批产L- 乳酸78.30g/L,第6 批产L- 乳酸77.40g/L,第7 批产L- 乳酸70.20g/L,产酸效率最高可达4.07g/(L·h)。研究数据显示,球状米根霉更适于重复间歇发酵生产L- 乳酸。     

米根霉乳酸脱氢酶的特性研究

乳酸脱氢酶(LDH)是米根霉发酵生产L-乳酸中催化丙酮酸转化成L-乳酸过程的关键酶。本研究从米根霉As3.819中初步分离出乳酸脱氢酶,并结合发酵条件对其酶学特性进行了研究。结果表明,该乳酸脱氢酶的最适反应pH为7.4,最适催化温度为30～50℃。Mg2+、Ca2+对该酶有激活作用,K+、Zn2+对该酶有抑制作用。以NADH和丙酮酸为底物的米氏常数分别为7.22×10-4mol/L和1.24×10-3mol/L。     

几种泡菜中的乳酸两种手性对映体和亚硝酸盐的测定

采用高效液相色谱和分光光度计对超市中能够买到的包装和散装泡菜中L-乳酸、D-乳酸和亚硝酸盐含量的测定。结果表明,所测定的泡菜中L-乳酸的含量在80%以上,乳酸总量在1.5 g/L～55.0 g/L之间,根据不同泡菜品种而不同;其中亚硝酸盐的含量都很少,为0.01 mg/L～0.22 mg/L之间,远远低于我国的GB 2714-2003中规定的限量标准。     

细菌L-乳酸发酵的研究

介绍了L-乳酸的生产方法、检测方法及提取工艺，阐述了国内外发酵生产L-乳酸的研究进展与生产现状，并对今后L-乳酸的研究提出了一些建议。     

ldhA基因敲除对Corynebacterium glutamicum TCCC11822发酵生产L-谷氨酸的影响

针对L-谷氨酸发酵过程中乳酸产量偏高的问题,以L-谷氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)TCCC11822为出发菌株,通过构建敲除质粒pK18mobsacB△ldh并采用同源重组技术敲除其乳酸脱氢酶编码基因ldhA,以期达到减少副产物、提高L-谷氨酸产量和转化率的目的。结果表明,与出发菌株相比ldhA基因敲除株的乳酸合成量降低了85.6%,L-谷氨酸的产量和转化率分别提高7.6%和5.5%,但生物量略有下降。本研究可为L-谷氨酸及其他氨基酸生产菌株的理性改造提供参考。     

L-乳酸细菌发酵培养基的优化

目的:研究L-乳酸细菌最佳发酵培养基;方法:以L-乳酸的产量为指标,在单因素实验的基础上,利用SAS软件中的二水平设计和响应面法,系统考察了大米糖化液、蛋白胨、酵母粉等3个主要因素对L-乳酸产量的影响;结果:大米糖化液为125.25 g/L、蛋白胨为8.79 g/L、酵母粉为3.58 g/L,52℃发酵48h,乳酸产量达到94.78 g/L,L-乳酸的产量提高6.49%;结论:实验结果可为L-乳酸发酵工艺改进提供依据.     

全细胞催化合成L-苯基乳酸重组大肠杆菌的构建

苯基乳酸是一种新型天然广谱抑菌物质,L-乳酸脱氢酶是微生物转化苯丙酮酸合成L-苯基乳酸的关键酶,通过构建过量表达L-乳酸脱氢酶的重组大肠杆菌,提高大肠杆菌合成L-苯基乳酸(苯基乳酸,phenyllactic acid,PLA)的能力。以Bacillus megaterium Z2013513基因组为模板,经PCR扩增得到L-乳酸脱氢酶基因,连接表达载体p ET-28a(+)并导入到大肠杆菌BL21(DE3),获得重组大肠杆菌BL21(DE3)/p ET-28a-ldh L。SDS-PAGE电泳和酶活分析表明,约在40 ku处出现显著特异性条带,粗酶液酶活力达3.4 U/mg。在37℃、200 r/min条件下,25 g/L(干重)重组大肠杆菌经60 min将70.32 mmol/L苯丙酮酸全细胞转化合成50.59 mmol/L L-苯基乳酸。由于具有较高的产物光学纯度(96.98%e.e.)和底物摩尔转化率(71.94%),表明一步生物转化法能高效地合成L-苯基乳酸。     

1dhA基因敲除对Corynebacterium glutamicum TCCC11822 发酵生产L-谷氨酸的影响

针对L-谷氨酸发酵过程中乳酸产量偏高的问题,以L-谷氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌（Corynebactenum glutamicum） TCCC 11822为出发菌株,通过构建敲除质粒pK18mobsacB△1dh并采用同源重组技术敲除其乳酸脱氢酶编码基因1dhA,以期达到减少副产物、提高L-谷氨酸产量和转化率的目的.结果表明,与出发菌株相比1dhA基因敲除株的乳酸合成量降低了85.6％,L-谷氨酸的产量和转化率分别提高7.6％和5.5％,但生物量略有下降.本研究可为L-谷氨酸及其他氨基酸生产菌株的理性改造提供参考.     

利用废弃物原料生产L-乳酸的研究进展

阐述国内外L-乳酸生产的研究进展,着重阐述利用废弃原料发酵乳酸的研究情况。     

蔗糖及废蜜发酵生产L-乳酸

介绍了L-乳酸的性质及用途，结合糖厂实际，提出用蔗糖及废蜜发酵生产L-乳酸，并简述了发酵法生产L-乳酸的技术发展概况。     

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。