Characteristics of L-lactic Acid Production byRhizopus oryzae mutant RL6041

A high-yield mutant strain Rhizopus oryzae RL6041 induced by ions implantation was used in the present study. L (+)-lactic acid was generated by RL6041 grown on liquefied corn starch as a substrate. With optimal conditions (Liquefied corn starch 150g/L, (NH₄)₂SO₄ 2.0g/L, MgSO₄·7H₂O 1.0g/L, ZnSO₄·7H₂O 2g/L, KH₂PO₄ 0.2g/L, CaCO₃ 8%, medium size 20/250Ml, seed age 6h, fermentation temperature 38° C), the yield of L (+)-lactic acid in shake-flask reached 133～136g/L after 36h, indicating that the conversion rate was as high as 88%～91%, and the productivity was 3.75g/L·h. There was almost a 70% increase in lactic acid production compared with the original strain RE3303.     

无载体固定化米根霉半连续发酵产L－乳酸工艺研究?

为了选择米根霉半连续发酵产L-乳酸工艺参数,通过单因素试验和正交试验,对接种量、CaCO3添加时间、温度、装液量及转速进行了优化,并采用培养基重复发酵,建立米根霉半连续发酵工艺。其中摇瓶半连续发酵条件为：孢子接种量4%,种子接种量10%,发酵开始时添加CaCO3,装液量为20%～30%,0～36h时发酵温度28～30℃、36～72h时发酵温度32～34℃,转速200r/min。7L磁力搅拌发酵罐半连续发酵工艺条件为：搅拌转速为300r/min,通气量为1.25L/(L·min),温度为32℃。发酵罐重复发酵稳定,产L-乳酸最高达到86%。为米根霉半连续发酵产L-乳酸的工业化生产提供了研究基础。     

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。     

离子注入选育L(+)-乳酸耐酸菌及去中和剂发酵研究

为了获得可用于原位分离藕联发酵的耐乳酸菌株,以米根霉RE3303为出发菌株,在投糖浓度为50g/L,氮源为3.0g/L尿素的条件下,进行离子注入选育,得到L(+)-乳酸耐酸菌株RK4002,不添加中和剂,经30h的摇瓶发酵,L(+)-乳酸产量达32.32g/L,产率达1.08g/(L.h),为出发菌株的1.7倍,且可在24g/L的耐乳酸平板上生长,具有一定的应用潜力。     

不同中和剂对米根霉发酵产L- 乳酸的影响

在米根霉发酵产L- 乳酸过程中,采用CaCO3 作为中和剂会造成下游分离过程中膜堵塞和环保压力,因此以NH3·H2O 和NaOH 替代CaCO3 作中和剂,对米根霉发酵产L- 乳酸的工艺条件和发酵动力学进行研究。结果表明：添加CaCO3 后L- 乳酸产量平均提高7.3 倍;NaOH、NH3·H2O 作为中和剂的最佳浓度及质量分数分别为10mol/L、25%,以该条件进行发酵72h 得菌丝体小球直径分别为0.2～1.2mm 和1.2～2.2mm,残糖含量分别为2.58g/L 和1.37g/L,L- 乳酸产量分别为74.34g/L 和80.61g/L。     

利用纤维废弃物生产L-乳酸的研究

为了使对环境造成污染的纤维废弃物得到资源化利用,采用纤维素酶对纤维废料进行酶解,并用米根霉发酵生产L-乳酸.研究结果表明,0.3 mol/L稀磷酸对纤维废弃物进行预处理后,纤维素酶酶解60h,取糖化液进行米根霉发酵,可得到较佳转化率;在固定摇床转速为120r/min、种龄12 h的条件下,米根霉发酵生产L-乳酸的最佳条件为:装液量(250 mL瓶)50mL,接种量8%;经稀磷酸预处理纤维废料分别糖化发酵时,糖对L-乳酸转化率高于未经稀磷酸预处理的,而在同时糖化发酵过程中,经稀磷酸预处理纤维废料发酵效果不明显.     

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%。     

米根霉高效利用玉米淀粉生产乳酸的发酵条件优化

研究米根霉HB12利用玉米淀粉生产乳酸的发酵条件优化。从土壤中新筛选得到一株以高浓度玉米淀粉为原料发酵生产乳酸的米根霉HB12。通过单因素及正交试验,得到最佳发酵培养基组成(g/L)为：玉米淀粉140、NH4Cl 2、KH2PO4 0.3、MgSO4·7H2O 0.3、ZnSO4·7H2O 0.05、CaCO3 80;最佳培养条件为：摇瓶装液量50mL/250mL,接种量为2.5×106个孢子,35℃、200r/min培养108h。该条件下,菌株最大产酸量为104.9g/L,产酸速率为0.97g/(L·h),对玉米淀粉的转化率达74.9%,产酸量提高了49.4%。此菌株能够直接高效利用价格低廉来源广泛的玉米淀粉发酵生产乳酸,具有很好的工业应用前景。     

Rhizopus oryzae产酸性蛋白酶条件及其酶学性质研究

本文以少孢根霉(Rhizopus oligosporus)为对照研究了豆豉中的一个分离菌株米根霉(Rhizopus oryzae)产生酸性蛋白酶的条件及所产蛋白酶的性质,结果表明这个菌株的产酶条件和蛋白酶的性质与少孢根霉相比有相似性但也存在一些差异:米根霉在水分含量57%~59%、pH2.5~3.0的酸性介质中、28~31℃下培养36h时产酸性蛋白酶能力最强,所分泌的蛋白酶系在pH4.0和pH6.0附近有最强的催化活性,在pH3.0~6.0的范围内有较好的稳定性,催化反应的最适作用温度为50℃,它的温度稳定性很差,在50℃保温30min已完全失活;少孢根霉在水分含量52%~55%、pH2.5~3.0的酸性介质中、31℃下培养48h时产酸性蛋白酶能力最强,在35℃条件下培养36h也能产生较高的酶活力,少孢根霉分泌的蛋白酶系在pH3.0和pH6.0附近有最强的催化活性,在pH4.0～6.0范围内很稳定,催化反应的最适作用温度可达55～60℃,但它的温度稳定性较差,在50℃保温30min,酶活力损失达到90%,保温120min酶几乎完全失活。     

玉米芯载体吸附法固定化米根霉发酵L-乳酸的工艺条件

研究玉米芯作为部分替代碳源及载体固定化米根霉R-1发酵L-乳酸的工艺条件,考察玉米芯作为替代碳源的利用率及作为载体的添加比例和最佳粉碎粒度。研究表明：米根霉R-1以玉米芯为碳源,其利用率达14.9%;玉米芯作为部分替代碳源与葡萄糖混合发酵时最佳比例为1:4,此比例下葡萄糖对L-乳酸的转化率高达82.5%,较纯葡萄糖发酵提高了14.6%;玉米芯载体的最佳粉碎粒度为40目,此条件下米根霉R-1发酵混合碳源产酸达到34.68g/L,并形成直径为0.5～1.0mm具有连续发酵能力的固定化菌丝球,连续发酵6批,葡萄糖对L-乳酸的平均转化率为83.1%。由此得出,玉米芯可以作为良好的载体及原料直接发酵产L-乳酸。     

真菌固定床反应器发酵L(+)-乳酸的初步研究

研究了在5L发酵罐中采用纤维床固定化技术发酵生产乳酸过程不同溶氧量和固定化面积对乳酸发酵过程的影响,测定了不同固定化面积发酵过程中的氧传质系数。在通气率为1.0vvm和固定化面积为400cm2条件下,产酸速率为2.13g/(L·h),发酵液中乳酸最终浓度为73.1g/L,L(+)-乳酸光学纯度为98.9%,证明提高发酵过程中菌体层内部溶氧传质系数有助于增加乳酸产率。乳酸发酵液浊度0.49NTU,显著改善发酵液的流体力学条件,为应用膜生物反应器技术连续发酵生产乳酸奠定了基础。     

玉米芯载体固定化米根霉发酵L-乳酸工艺的研究

对玉米芯载体固定化米根霉R-1发酵L-乳酸的工艺条件进行研究。结果表明:玉米芯与葡萄糖的添加比例为1∶4,经L9(34)的正交设计优化,(NH4)2SO4、KH2PO4、Mg-SO4、ZnSO4质量浓度分别3,0.3,0.4,0.2g/L,经48h发酵,L-乳酸积累量达到32.23g/L,葡萄糖对L-乳酸转化率达80.58%。     

发酵乳清产L(+)-乳酸菌株的诱变选育

以乳清水解液为发酵原料,米根霉为初始菌株,采用超声波(US)-硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,筛选出1株发酵乳清水解液产L(+)-乳酸的米根霉NF3.14菌株。经过摇瓶发酵,该突变株较初始菌株能更好地利用乳清发酵产L(+)-乳酸,产量提高了16.24g/L,糖酸转化率提高了13.5%。     

Rhizopus oryzae LS1利用丢糟水解液发酵生产乳酸

研究了一株诱变米根霉Rhizopus oryzae LS-1利用丢糟水解液发酵生产乳酸的可行性。首先考察R.oryzae LS-1利用葡萄糖和木糖的糖代谢差异特性,并通过正交实验优化丢糟水解液发酵生产乳酸的工艺参数。结果表明,R.oryzae LS-1能代谢利用葡萄糖和木糖,且二者存在协同互补作用,有利于乳酸生成和糖酸转化,可用于木质纤维原料的乳酸生产。丢糟水解液发酵生产乳酸的实验表明,氯化铵是R.oryzae LS-1适宜的氮源。在接种量为3.0%、p H为6.5、发酵时间为96h、Ca CO3添加量为80g/L的条件下,乳酸生成浓度为13.27g/L,糖利用率为79.61%。说明诱变菌株R.oryzae LS-1具备发酵丢糟水解液制备乳酸的潜力。      

米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸研究

以米根霉AS3.819的诱变株为菌种,甘薯淀粉为碳源,在摇瓶发酵工艺的基础上,利用10L发酵罐对该菌株产L-乳酸进行研究,探索出10L罐最适发酵条件为:装液量40%,搅拌转速400～650r/min,通气流量0.5～0.6L/(L·min),溶氧≥88%,温度32℃,pH5.0～5.5,消泡剂添加量0.1%左右。罐发酵结果得到L-乳酸累积浓度为99.54g/L,对原淀粉的转化率达77%,最高生物量7.2g/L,发酵周期70h。     

米根霉液体发酵L-乳酸动力学模型的构建

由于研究生产L-乳酸代替D-乳酸和DL-乳酸已成为一种趋势,为构建米根霉液体发酵L-乳酸动力学模型,对米根霉发酵生产L-乳酸进行了初步研究。在米根霉分批发酵过程中,测定菌体生物量、还原糖和乳酸含量,经处理后得到菌体生长、乳酸生成和基质消耗的动力学模型及参数。对比实验数据与模型表明,两者能较好拟合,基本反映米根霉发酵L-乳酸动力学特征。     

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。     

聚氨酯泡沫固定化米根霉发酵L-乳酸的研究

对软质聚氨酯泡沫吸附固定化米根霉发酵生产L-乳酸进行了研究，确定了种子培养方式。与单纯固定化发酵相比，采用游离茵丝方式进行种子培养，然后在发酵培养基中添加适量软质聚氨酯泡沫的固定化发酵方式，发挥了固定化发酵和自聚集形成小茵球发酵的双重优点，产酸量得到提高。     

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L- 乳酸发酵菌丝球形成条件的研究

研究米根霉CS323-9 在摇瓶培养条件下影响菌丝成球及产乳酸的因素。考察(NH4)2SO4 质量浓度、接种量、摇瓶转速及表面活性剂吐温-80 用量4 个因素,再利用L9(34)的正交试验,对菌丝球形成及产酸的条件进行优化。结果表明：(NH4)2SO4 质量浓度4g/L、接种量7%、摇瓶转速200r/min、吐温-80 用量0.5g/L 时,摇瓶发酵菌丝球数目达115 个/mL、菌丝球平均直径为1.2mm、L- 乳酸积累量为78.9g/L。说明米根霉CS323-9 在摇瓶培养条件下菌丝球的形成与乳酸的积累有较大的相关性。