[发明专利]一种L-赖氨酸联产L-乳酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工领域中的氨基酸串联生产有机酸的发酵方法，具体地说，涉及一种L-赖氨酸联产L-乳酸的方法。

背景技术

谷氨酸棒杆菌作为工业氨基酸（如谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸等）生产的主力军，其中赖氨酸作为一种碱性必需氨基酸，广泛应用于食品、饲料和医药工业中，在平衡氨基酸组成方面起着十分重要的作用。目前，赖氨酸工业生产以谷氨酸棒杆菌发酵法为主，好氧发酵结束后产生的大量菌体一般被用于蛋白饲料加工或者是直接被废弃，存在一定的资源利用率低下，附加值不高。如果能够将好氧生产L-赖氨酸的废弃菌体经过简单的处理，直接用于厌氧生产L-乳酸，这种好氧、厌氧串联培养模式能够充分高效资源利用化，有效地解决L-赖氨酸生产后菌体的高附加值利用，以及厌氧生产L-乳酸菌体培养的高成本等问题。

L-乳酸主要应用于食品工业、医药、化妆品等领域，也是生物可降解材料聚乳酸的单体之一。聚乳酸的生产和应用开发，为消灭“白色”污染产生划时代意义，市场潜力巨大。发酵法生产L-乳酸根据合成乳酸的代谢途径及生成产物的不同，可将乳酸发酵分为同型、异型和混合型，但是发酵过程中的共性都是以高密度的菌体培养为前提，这需要消耗大量的能耗，特别是对于聚乳酸取代传统塑料的生成成本成为很大的制约。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种L-赖氨酸联产L-乳酸的方法。该方法回收生产L-赖氨酸的菌体，再次厌氧发酵来生产L-乳酸，操作简单，设备要求不高，易于自动化控制，具有很好的经济效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种L-赖氨酸联产L-乳酸的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将L-赖氨酸生产菌好氧培养48～72h（优选60h）发酵生产L-赖氨酸；

(2)离心收集好氧培养后的菌体，厌氧发酵培养基重悬该菌泥，然后转入发酵罐中，通入N₂气体维持罐内正压，28～34℃（优选30℃）下，搅拌培养24～40小时，并维持厌氧发酵液的pH在6.5～7.5，发酵生产L-乳酸。

步骤(1)中，所述的L-赖氨酸生产菌为常规使用的谷氨酸棒杆菌，如谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC21300和谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC21513。

步骤(1)中，所述的好氧培养条件为：

好氧培养基包括如下组分：葡萄糖80g/L，K₂HPO₄·3H₂O1.0g/L，KH₂PO₄1.0g/L，MgSO₄·7H₂O0.25g/L，(NH₄)₂SO₄40g/L，Mn²⁺、Fe²⁺0.02g/L，ZnCl₂1mg/L，CuSO₄0.2mg/L，生物素100μg/L，VB1200μg/L，CaCO₃30g/L，pH为7.0；

培养温度：28～34℃，优选30℃；

通气比：0.5～1.5v/vm，优选1v/vm。

步骤(1)中，所述的厌氧发酵培养基包括如下组分：葡萄糖40～80g/L，K₂HPO₄·3H₂O0.5g/L，KH₂PO₄0.5g/L，MgSO₄·7H₂O0.5g/L，Mn²⁺、Fe²⁺0.02g/L，生物素100μg/L，维生素B1200μg/L，初始pH7.0。

步骤(2)中，使用碳酸盐、氨水和碱液中的任意一种或几种的组合维持厌氧发酵液的pH在6.5～7.5。