[发明专利]一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法

权利要求书

1.一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将菌种接入含甘油的种子培养基中培养，得到种子液；所述菌种为戊糖乳杆菌（Lactobacillus pentosus）R3-8，该菌种已于2011年3月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏中心登记入册编号为CGMCC No.4726；

2）将种子液接入含甘油的扩大培养液，在发酵罐中进行扩大培养，同时用补料装置流加碱溶液将扩大培养液的pH值控制在4.5～7.5的范围内，培养过程中测定培养液中的菌体浓度；

3）当扩大培养液中的菌体细胞浓度达到1.0～15.0g/L时，利用泵将扩大培养液泵入纤维床生物反应器内，当扩大培养液完全充满纤维床生物反应器后，维持扩大培养液在发酵罐和纤维床生物反应器中的循环，菌体细胞固定化过程中测定扩大培养液中游离菌体细胞的浓度，当游离菌体细胞浓度降至最低点时，视为固定化过程结束；

4）菌体细胞固定化完成后，加入含甘油的发酵培养基控制初始甘油浓度为5～200g/L，或直接更换初始甘油浓度为5～200g/L的发酵培养基，进行固定化发酵后，得到乳酸。

2.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤1）中，所述菌种接入含甘油的种子培养基中的接种量按质量百分比为1%～15%；所述种子培养基（/L）的组成为甘油40g，酵母粉5g，胰蛋白胨10g，乙酸钠6g，K₂HPO₄1.5g，pH6.5。

3.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤1）中，所述培养的条件为30～45℃培养5～25h。

4.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤2）中，所述甘油的浓度为20～80g/L，所述扩大培养液（/L）的组成可为甘油40g，酵母粉6g，胰蛋白胨10g，乙酸钠6g，K₂HPO₄1.5g，MnCl₂·H₂O0.15g，消泡剂0.05g，pH6.0～6.2。

5.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤2）中，所述扩大培养的条件为：培养温度为30～45℃，搅拌速率为50～350rpm，并利用通气装置通入0～1.0vvm的空气；所述碱溶液的摩尔浓度可为4～7M。

6.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤3）中，所述固定化过程中，培养温度为25～45℃，搅拌速率为0～550rpm，并通入0～2.0vvm的空气，同时流加4～7M碱溶液将培养液的pH值控制在4.5～7.5的范围内。

7.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤3）中，所述纤维床生物反应器是由同心式内、外圆筒构成的带夹层的填充柱体，夹层中通循环水控制温度，内圆筒中填充棉纤维织物作为填充基质，不锈钢丝网为支撑材料。

8.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤4）中，所述发酵培养基（/L）的组成为甘油60g，酵母粉6g，胰蛋白胨10g，乙酸钠6g，K₂HPO₄1.5g，MnCl₂·H₂O0.15g，消泡剂0.05g，pH6.0～6.2。

9.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于在步骤4）中，所述固定化发酵过程中，发酵温度为25～45℃，通入0～2.0vvm的空气，同时流加4～8M碱溶液将发酵液的pH值控制在4.5～7.5的范围内。

10.如权利要求1所述一种利用固定化细胞转化甘油生产乳酸的方法，其特征在于所述甘油来源于生物柴油生产过程中的副产物粗甘油、化学法生产的粗甘油或生物发酵法生产的粗甘油。