[发明专利]一种利用海藻酸钙法固定化植物乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用海藻酸钙法固定化植物乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法。

背景技术

L-乳酸是21世纪最具应用潜力的有机酸之一。L-乳酸及其衍生物既是重要的有机化工原料，又是重要的精细化学品，被广泛应用于食品、农业、环保、医药、饲料、日用品、化工等领域。发酵法生产L?乳酸的菌种主要有乳酸杆菌属(Lactobacillus)和根霉属(Rhizopus)。用根霉发酵生产L?乳酸为好氧发酵，存在工艺能耗大、糖利用率低等缺点。采用乳酸菌发酵生产L?乳酸具有糖利用率高、不耗氧、能耗低、设备简单、操作方便等优点，在乳酸工业中具有广阔的发展前景。

细胞固定化技术，是利用物理或化学手段，将游离的微物(细胞)或酶定位于限定的空间区域，并使其保持活性能反复利用的一项技术，大致可分成吸附法、共价结合法、交联法、包埋法等四大类。包埋法是将生物催化剂用物理或化学的方法包埋在各种载体中实现固定化的方法，是近年来发展迅速的一种新兴细胞固定化技术，具有操作简单、对细胞活性影响较小、效率高等特点，是目前细胞固定化研究和应用最广泛的方法，也是食品的生产中最常用的固定化方法。包埋法常用载体主要有聚丙烯酰胺、琼脂、明胶、k-卡拉胶、海藻酸钠等。海藻酸钠是一类天然高分子多糖类，对微生物无毒害作用，而且价格低廉，是包埋中常用的载体。

发明内容

本发明提供了一种利用海藻酸钙法固定化植物乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法，本发明以植物乳杆菌为出发菌株，采用海藻酸钠作为固定化材料包埋植物乳杆菌发酵生产乳酸，通过单因素实验确定了最适合乳酸发酵的固定化细胞制作条件。

1.      一种利用海藻酸钙法固定化植物乳杆菌发酵生产L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，将增殖后的固定化细胞接入发酵培养基中进行发酵，一定时间取样，进行乳酸产量分析。

2.      其中，发酵培养基(g/L):玉米淀粉糖化液140、玉米浆75、碳酸钙30。

3.      固定化细胞增殖培养将固定化细胞按10%的接种量接入增殖培养基中，于37℃ 培养20 h。增殖培养完毕用无菌生理盐水洗涤3次，留作发酵实验。

4.      增殖培养基，葡萄糖3% 、蛋白胨1% 、酵母膏1.5% 、K₂HPO 0.5% 、碳酸钙3% ，pH 6.0。

5.      细胞固定化方法采用海藻酸钙法，将菌种移入种子培养基，于37℃下静置培养20 h，取一定量菌液，离心10 min，收集菌体后加到海藻酸钠溶液中，再搅拌均匀，用注射器将此混合液滴人到CaCl₂溶液中，将形成的海藻酸钙凝胶珠置于4℃ 冰箱中，继续固化4 h。

6.      MRS种子培养基(g/L):葡萄糖20、蛋白胨10、牛肉膏10、酵母膏5、乙酸钠5、吐温80 1 mL、柠檬酸二铵2、K₂HPO₄ 2、MgSO₄·7H₂O 0.58、MnSO₄·4H₂O 0.25、灭菌前pH 6.5。 

7.      海藻酸钠的最佳浓度为1.5%。

8.      选择0.5 mm作为固定化颗粒直径。

9.      选择2.0%为最佳的氯化钙浓度。

10.  最佳增殖时间为25 h。

本发明的有益效果在于：本发明采用海藻酸钠作为固定化材料包埋植物乳杆菌发酵生产乳酸，通过单因素实验确定了最适合乳酸发酵的固定化细胞制作条件。

附图说明

图1海藻酸钠浓度对固定化发酵的影响。

图2凝胶颗粒大小对固定化发酵的影响。

图3不同CaCl₂浓度对固定化发酵的影响。

图4 增殖时间对固定化发酵的影响。

具体实施方式

下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。

本发明所用的菌株为植物乳杆菌，购买于ACCC，编号为：ACCC11118。

实施例1

本实施案例说明海藻酸钠浓度对固定化发酵的影响，在乳酸菌的固定化过程中，海藻酸钠浓度决定着胶珠的成型和反应性能。浓度太低不能成珠；浓度过高挤珠闲难，还会使得壁材过厚，降低菌种与外界发酵的灵敏度。结果如图1所示。