大肠杆菌L-乳酸工程菌消除外源D-乳酸以提高光学纯度的研究

L-乳酸的同分异构体D-乳酸会引起代谢性酸中毒、肠道屏障受损或其他未知的危害,因此需要减少用作食品酸味剂的L-乳酸中的D-乳酸含量。该研究通过加入硝酸钠以加强大肠杆菌L-乳酸工程菌在厌氧条件下对外源D-乳酸的消除;同时敲除L-乳酸脱氢酶基因(lldD基因、ykgEFG基因)以降低其对L-乳酸的消耗。摇瓶发酵实验证明,敲除L-乳酸脱氢酶基因的工程菌HBUT-LB,在添加20 mmol/L硝酸钠后,可有效清除1 g/L的外源性D-乳酸。在7 L发酵罐中利用含有D-乳酸的廉价原料进行发酵,添加20 mmol/L硝酸钠相对于未添加硝酸钠,工程菌HBUT-LB的D-乳酸消耗速率提高460%,L-乳酸的光学纯度从99.32%提升到99.99%。同时,最终发酵液中无硝酸钠与亚硝酸钠残留。结果表明,大肠杆菌工程菌HBUT-LB在发酵过程中,通过添加硝酸钠,可有效消除外源D-乳酸,提高L-乳酸的光学纯度,具有精制超高光学纯度L-乳酸的工业应用价值。