丁子建[1]2004年在《芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D（-）-乳酸的研究》文中研究说明本研究的目的是通过对芽孢乳杆菌发酵工艺的研究,建立一条产物光学纯度高、工艺简单,成本较低的D-乳酸生产路线。D-乳酸是重要的手性中间体与有机合成原料,是多种手性物质的前体,广泛应用于制药、化妆品和高效低毒农药及除草剂等领域的手性合成。聚乳酸因具有优良的生物可降解性和加工性能,应用于化工、农业和医药等方面,因而D-乳酸市场潜力巨大。D-乳酸的工业生产主要应用微生物发酵法,国外已有2~3家D-乳酸生产企业,而我国目前尚无D-乳酸制备研究或工业化生产的报导,该技术亟待发展。微生物发酵法利用葡萄糖等可再生资源为原料生产D-乳酸,具有生产成本低、产物光学纯度高、生产条件温和、污染小等优点,是目前国内比较可行的方法。国外的D-乳酸发酵生产中采用的生产菌株有德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌和左旋乳酸芽孢杆菌等。本研究选用了在D-乳酸纯度及乳酸对己糖转化率具有一定优势的芽孢乳杆菌。本文综述了D-乳酸的性质、结构、应用及生产方法,对芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D-乳酸的摇瓶发酵工艺进行了详细的实验探索,以提高D-乳酸的产量。考察了温度、厌氧环境、pH等发酵条件对D-乳酸产量的影响,同时对培养基组成进行研究,得到最佳的发酵条件及培养基成分。在最佳条件下,37℃发酵72小时可产40.7g/L的D-乳酸,葡萄糖质量转化率67.83%,摩尔转化率135.54%,产物中D-乳酸光学纯度为96.04%e.e.。本研究对菌体厌氧培养及厌氧发酵方法进行了探索,证明该菌的生长及产D-乳酸均需要微需氧条件。通过添加液体石蜡封层、调节转速、装液量和添加玻璃珠的一整套手段有效地控制了发酵液的溶氧量,提高了传质效果,从而促进了菌体的生长和D-乳酸的生产。本研究首次采用复合氮源代替单一有机氮源酵母膏,首次使用 NH4NO3和麸皮作为复合氮源成分,减少有机氮源酵母膏的用量,大大降低了发酵成本。本论文首次在国内报导了微生物发酵制备 D-乳酸的方法,填补了我国 D-乳酸发酵研究的空白,为进一步进行高效制备高光学纯度的 D-乳酸奠定了一定基础。
丁子建, 柏中中, 孙志浩, 欧阳平凯, 何冰芳[2]2004年在《芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D(-)-乳酸的研究》文中提出在国内首次报道了发酵法制备D( ) 乳酸 ,采用芽孢乳杆菌 (Sporolactobacillussp )从葡萄糖发酵制备D 乳酸。该发酵为微需氧 ,发酵培养基组成 (g/L) :葡萄糖 6 0 ,酵母膏 6 ,玉米浆 5 ,NH4NO3 l,麸皮 2 ,NaH2 PO44,CaCO3 4 0 ,发酵液的初始pH为 7 0。在最佳条件下 ,37℃发酵 72h可产 4 0 7g/L的D 乳酸 ,葡萄糖转化率 6 7 83%。通过离子配位色谱分析 ,产物的D 乳酸光学纯度为 96 0 4 %e e 。
郑辉杰[3]2009年在《用基因组重排和进化工程进行菊糖芽孢乳杆菌菌种改进》文中进行了进一步梳理本文以菊糖芽孢乳杆菌SP-BME126为出发菌株,将基因组重排技术和进化工程相结合,进行了具有耐酸性的菊糖芽孢乳杆菌D-乳酸高产株的选育。首先通过UV、DES诱变和pH梯度筛选叁种方法,筛选出8株遗传稳定性较高的菌株,构建了基因组重排的亲本菌株库。利用响应面实验设计方法对菊糖芽孢乳杆菌原生质体的制备及再生条件进行了研究,其优化条件为:菌龄12h,酶浓度7.75mg/mL,酶解时间1.59h,酶解温度38℃。在此条件下菊糖芽孢乳杆菌原生质体制备率和再生率的乘积可达到59.6%,在RSM优化工艺条件的基础上,得到8种原生质体,分别研究了PEG浓度、融合温度、融合时间以及Ca2+浓度对原生质体融合的影响。经过叁轮有效的基因组重排,得到高产D-乳酸的基因组重排菌F3-3,通过在MRS发酵培养基(pH5.0)中发酵培养,其菌体OD值达到3.84,D-乳酸最大积累浓度为66.5g/L。用进化工程的方法对基因组重排菌F3-3进行了耐酸性的进化选择。首先确定了菌株在不同pH下的代时和筛选压力,通过在恒定pH和梯度pH下的持续进化选择,发现梯度pH进化筛选耐酸性菌株效果优于恒定pH下的筛选。将进化工程菌EV-1在pH5.0的MRS发酵培养基中进行发酵罐培养,其最大OD值为3.89,D-乳酸的最大产量为85.2g/L。通过将96孔板和生物传感器分析有机结合,确定了在高通量筛选中菌株培养时间为3天,D-乳酸提取溶剂为无菌水,以0.015%溴甲酚紫作为微孔板培养中的筛选试剂,在此基础上确定了一种用于胞外代谢物的菌株高通量筛选方法。利用GC/MS和HPLC等分析手段对D-乳酸发酵过程中胞内外的代谢产物进行了分析,推测出14种胞内代谢物;建立了S. inulinus菌的代谢通量模型;通过代谢通量分析和关键酶活分析,对比了进化工程菌EV-1和出发菌株SP-BME126在不同发酵时期的代谢通量分布情况和关键酶活的变化。通过单因素实验、P-B实验和中心组合实验设计对进化工程菌EV-1的发酵工艺条件进行了优化,其优化条件为:葡萄糖95g/L、蛋白胨22g/L、种龄24h、接种量5%、碳酸钙3g/100mL、装液量112mL/500mL、温度35℃。在pH5.0的MRS优化培养基中发酵培养,菌株最大D-乳酸产量为91.7g/L,葡萄糖转化率达到96.5%,较优化前的进化工程菌株EV-1(85.2g/L)提高了7.63%。
孙骏飞, 周成, 何冰芳, 吴斌[4]2017年在《菊糖芽孢乳杆菌利用麸皮水解液发酵生产D-乳酸》文中研究说明考察菊糖芽孢乳杆菌YBS1-5利用麸皮的水解液发酵生产D-乳酸的性能。首先研究了不同蛋白酶对麸皮中蛋白组分的水解效率,优选酸性蛋白酶并对其进行水解工艺的优化,最终其水解液中的含氮量为4.6 g/L,水解效率为85.8%。对酸性蛋白酶的水解液残渣进行稀酸预处理后,利用纤维素酶对其进行酶解。通过批次补料酶解,水解液中的还原糖质量浓度达141.2 g/L,其中葡萄糖质量浓度为138.1 g/L、木糖质量浓度为1.4 g/L。利用麸皮的蛋白酶水解液和纤维素酶水解液替代葡萄糖和酵母粉发酵制备D-乳酸。在96 h内,D-乳酸产量达99.5 g/L,生产速率达1.04 g/(L·h),转化率89.1%。
钱志良, 劳含章, 沈永喜, 孙建荣[5]2011年在《菊糖芽孢乳杆菌DS 2-18中试规模的D-乳酸发酵研究》文中研究说明研究了菊糖芽孢乳杆菌DS2的突变株DS2-18在中试规模的D-乳酸发酵。在容积为300L自控发酵罐中,DS2-18菌在合适的发酵条件下,即培养基组成(g/L):葡萄糖120,玉米浆8,蛋白胨6,豆粕水解液100,接种量8%(v/v),发酵温度40℃,以轻质碳酸钙作为中和剂调pH 5～6,发酵期间交替不通气和通气,发酵68 h,产D-乳酸109.4 g/L,转化率93.5%,产率1.4 g/L·h,D-乳酸的光学纯度为99.0%。研究结果还显示,豆粕水解液可以代替昂贵的酵母膏,降低D-乳酸的生产成本。本研究结果为发酵法生产D-乳酸的产业化打下了基础。
参考文献：
[1]. 芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D（-）-乳酸的研究[D]. 丁子建. 南京工业大学. 2004
[2]. 芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备D(-)-乳酸的研究[J]. 丁子建, 柏中中, 孙志浩, 欧阳平凯, 何冰芳. 生物加工过程. 2004
[3]. 用基因组重排和进化工程进行菊糖芽孢乳杆菌菌种改进[D]. 郑辉杰. 天津大学. 2009
[4]. 菊糖芽孢乳杆菌利用麸皮水解液发酵生产D-乳酸[J]. 孙骏飞, 周成, 何冰芳, 吴斌. 生物加工过程. 2017
[5]. 菊糖芽孢乳杆菌DS 2-18中试规模的D-乳酸发酵研究[J]. 钱志良, 劳含章, 沈永喜, 孙建荣. 工业微生物. 2011