利用纖維材料生產(chǎn)L-乳酸的研究.pdf

1、L-乳酸及其衍生物在食品、生物醫(yī)藥和化工等行業(yè)有著重要的應(yīng)用。近幾年,隨著生物可降解塑料聚L-乳酸(PLLA)的廣泛應(yīng)用,對L-乳酸的需求量也急劇增加。同步糖化和發(fā)酵法(SSF)是目前國內(nèi)外生產(chǎn)高純度L-乳酸的主要方法。但是,同步糖化和發(fā)酵法在處理玉米等糧食原料或者木質(zhì)纖維素時存在眾多問題:糖化和發(fā)酵的最優(yōu)溫度不同,終產(chǎn)物反饋抑制,添加淀粉酶或纖維素酶造成高成本等缺點。因此,以纖維降解微生物一步法降解木質(zhì)纖維素生產(chǎn)L-乳酸的方法,即聯(lián)合

2、生物加工(CBP)就具有很大潛力。此方法不僅降低生產(chǎn)成本、節(jié)約糧食,更解決了秸稈等處理不當造成的資源浪費和環(huán)境污染問題。但是具有纖維材料降解能力的菌種罕見報道。本研究以前期分離鑒定的一株具有纖維降解能力的糞腸球菌CTB374-1作為菌種,采用聯(lián)合生物加工(CBP)方案一步生產(chǎn)L-乳酸。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)用NREL法對玉米、棉花、小麥、大豆、谷子、高粱六種農(nóng)作物秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量進行了測定。了解這

3、些纖維材料的特性為將其應(yīng)用于L-乳酸的生產(chǎn)提供基礎(chǔ)知識。
　　(2)紫外誘變提高菌種L-乳酸的產(chǎn)量,通過單因素試驗確定了紫外誘變的最佳照射時間為30s,并篩選到一株 L-乳酸高產(chǎn)菌株 CTB374-1-8,其發(fā)酵底物為葡萄糖產(chǎn)L-乳酸為15.22 g·L-1,比出發(fā)菌株CTB374-1提高了30.37％。
　　(3)對CTB374-1-8產(chǎn) L-乳酸的培養(yǎng)條件和發(fā)酵培養(yǎng)基進行了優(yōu)化。通過單因素試驗確定最優(yōu)發(fā)酵條件為:發(fā)酵溫度

4、37℃;接菌量5%;發(fā)酵時間60 h;初始pH7.5;好癢發(fā)酵;纖維素原料玉米秸。通過Plackett-Burman試驗和Box-Behnken試驗對發(fā)酵培養(yǎng)基成分進行了優(yōu)化。最終確定蛋白胨、檸檬酸三銨和 K2HPO4是影響CTB374-1-8產(chǎn)L-乳酸的主要因子,三因子最佳組合為蛋白胨11.71 g·L-1,檸檬酸三胺2.29 g·L-1,K2HPO42.39 g·L-1時,CTB374-1-8以玉米秸發(fā)酵產(chǎn)L-乳酸達到1.173 g