细菌L-乳酸发酵培养基的优化

利用热葡糖苷酶芽胞杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)TL-4厌氧发酵生产L-乳酸,为降低L-乳酸生产成本,以农产品及副产物为主要原料,通过单因子试验确定了TL-4产L-乳酸的碳源及氮源,并运用正交试验对摇瓶发酵不同氮源的组合进行了研究,确定了发酵培养基中影响产酸的主要因子及配比。优化发酵培养基为葡萄糖160g/L,小肽发酵液10g/L,玉米浆5g/L,摇瓶发酵L-乳酸产量可达152.5g/L。

细菌L-乳酸发酵的研究

介绍了L-乳酸的生产方法、检测方法及提取工艺,阐述了国内外发酵生产L-乳酸的研究进展与生产现状,并对今后L-乳酸的研究提出了一些建议。

卷式膜超滤L-乳酸发酵液过程研究

比较截留分子量(MWCO)为1000D和3000D的卷式超滤膜在去除L-乳酸发酵液中蛋白质等杂质过程中对蛋白质截留率和乳酸透过率的影响,研究超滤时间、操作压力、蛋白质质量浓度及操作温度等操作工艺参数对膜通量的影响,分析膜通量随时间的变化规律,建立描述膜通量与操作压力、蛋白质浓度关系的数学模型。结果表明:MWCO为3000D的膜更适合用于超滤L-乳酸发酵液,其膜通量随着超滤时间的延长衰减;随着操作压力和温度的增加而升高,随着蛋白质质量浓度的增加而降低,所建立的数学模型与实验结果吻合良好。

大豆秸秆酶水解及L-乳酸发酵的研究

用纤维素酶对氨预处理后的大豆秸秆进行酶水解,继而研究了用干酪乳杆菌及清酒乳杆菌进行L-乳酸发酵.结果表明,实验条件下,5%的大豆秸秆经酶水解后,还原糖质量分数为242.25mg/g,纤维素糖化率为51.22%.清酒乳杆菌、干酪乳杆菌及该2种混合菌种发酵酶解液所得L-乳酸的转化率分别为48.27%、56.42%和71.05%.

L-乳酸发酵的研究进展

乳酸是一种常见的羟基羧酸,广泛存在于人体、动物体、植物和微生物中.乳酸按其旋光性可分为D(-)-乳酸、L(+)-乳酸和DL乳酸三种.由于人体只能代谢利用其中的L-乳酸,因此世界卫生组织(WHO)明确规定,成人每天摄入D(-)-乳酸的量不得超过100 mg/kg体重,对于三个月以下的婴儿食品中不应加入D(-)-乳酸,而对于L(+)-乳酸则不加限制[1～3].

玉米浆为有机氮源的L-乳酸发酵的研究

利用细菌厌氧发酵生产L-乳酸,以降低L-乳酸生产成本为主要目的,实验以玉米浆为有机氮源,以硫酸铵为主要无机氮源,研究了不同接种量对发酵过程的影响;并就以玉米浆替代酵母粉、豆粕水解液、生物素为有机氮源的L-乳酸发酵进行了对比研究实验,实验证明了玉米浆做为有机氮源用于L-乳酸发酵的可行性。在保证生产能力的同时,使用玉米浆为有机氮源对进一步降低L-乳酸生产成本,减少玉米浆对环境的污染进行了探索。

丙酮酸对细菌L-乳酸发酵的促进作用

研究了丙酮酸在不同浓度和添加时间对LactobacilluscaseiL 乳酸发酵过程中葡萄糖转化率和L 乳酸产量的影响。结果表明 ,当丙酮酸的添加量为 30g·L- 1 时 ,L 乳酸的产量达到 74g·L- 1 。在 72h的发酵周期内 ,丙酮酸在 2 4h和 42h添加的效果好于其他时间添加。

黄姜提取皂素废液生产L-乳酸发酵工艺的研究

用厌氧发酵细菌HGLLA-127对黄姜提取皂素废液进行L-乳酸发酵，研究发酵条件对该原料L-乳酸发酵的影响。结果表明，发酵培养基的最佳组合为：黄姜提取皂素废液还原糖含量8．7％、（NH4）：SO4 0．25％、KH2PO4 0．025％最适发酵条件为发酵温度50℃，发酵初始pH值为5．5，发酵过程中添加CaCO3使pH值控制为5．0～5．5，发酵周期为32h。产酸率为8．4％，转化率为96．7％。

玉米芯载体吸附法固定化米根霉发酵L-乳酸的工艺条件

研究玉米芯作为部分替代碳源及载体固定化米根霉R-1发酵L-乳酸的工艺条件,考察玉米芯作为替代碳源的利用率及作为载体的添加比例和最佳粉碎粒度。研究表明:米根霉R-1以玉米芯为碳源,其利用率达14.9%;玉米芯作为部分替代碳源与葡萄糖混合发酵时最佳比例为1:4,此比例下葡萄糖对L-乳酸的转化率高达82.5%,较纯葡萄糖发酵提高了14.6%;玉米芯载体的最佳粉碎粒度为40目,此条件下米根霉R-1发酵混合碳源产酸达到34.68g/L,并形成直径为0.5～1.0mm具有连续发酵能力的固定化菌丝球,连续发酵6批,葡萄糖对L-乳酸的平均转化率为83.1%。由此得出,玉米芯可以作为良好的载体及原料直接发酵产L-乳酸。

一株耐高温L-乳酸高产菌的选育及其发酵特征

对鼠李糖乳杆菌菌株Lactobacillus rhamnosusJCM1553进行紫外诱变,选育得到一株耐高温L-乳酸高产突变菌GX-6。在47℃,分别以葡萄糖和木薯淀粉为底物,研究GX-6菌株发酵生产L-乳酸的情况并考察GX-6菌株的遗传稳定性。结果表明,以葡萄糖为底物时,发酵56h的L-乳酸产量达到117g/L,比出发菌(100g/L)提高17%,糖酸转化率68.8%;以木薯淀粉为底物时,发酵72h的L-乳酸产量达到138g/L,比出发菌株(73g/L)提高77.6%,糖酸转化率达到85.4%。经16次传代培养,GX-6菌株的乳酸发酵性能没有发生显著变化,具有较好的遗传稳定性。

重组鼠李糖乳杆菌发酵L-乳酸的初步研究

将自杀质粒pDT转化到鼠李糖乳杆菌JCM1553中,成功获得了具有四环素抗性的鼠李糖乳杆菌。生长曲线说明,重组菌株能在5μg/mL四环素MRS培养基中正常生长,最适培养温度为37～42℃。重组菌株在含有10%、15%、20%、25%的葡萄糖发酵培养基中的发酵结果显示:37℃,200 r/min发酵40～88 h,菌体密度OD600最大为29.05;残糖含量最低为0.604%,L-乳酸的最大产量为228.19 g/L,葡萄糖转化率最大为96.24%。

连续循环发酵生产L-乳酸新技术研究

通过对L-乳酸发酵动力学的研究,考察了发酵培养基(氮源、碳源),发酵工艺条件(温度、pH值、氧化还原电位ORP值),确定了乳酸发酵菌株JD.L-08的生长速率,建立了生长动力学方程μ=0.24s/(0.88+s),确定了菌株JD.L-08在连续培养中的稳定状态及发酵过程中的物质平衡,通过微滤装置的选择与操作条件优化(膜孔径、膜过滤压力、膜面积、纳虑膜的选择),在移出产物L-乳酸的同时实现了菌株的循环使用,确定了L-乳酸连续循环发酵生产的工艺条件。降低了发酵培养基的营养要求,提高了发酵的转化率及发酵罐的体积产率。

L-乳酸分离过程脱色工艺优化

以粉末状活性炭为脱色剂对L-乳酸进行脱色,在单因素的基础上,采用三元二次回归正交旋转组合设计,建立了脱色工艺参数与脱色总效率的数学回归模型,利用Maltab软件绘制出响应曲面,分析了脱色工艺参数对脱色总效率的影响。用Matlabfmincon函数求解模型,得到最优脱色条件为:活性炭添加量为0.318%,脱色温度为43.18℃,脱色时间为18.83min。通过频数分析得到具有95%概率保证的脱色总效率大于70%的参数范围,即活性炭添加量为0.395%-0.695%,脱色温度为56.88-69.84℃、脱色时间为15.68-22.58min,为L-乳酸发酵液活性炭脱色工艺参数的选择提供理论依据。

1株能利用高粱汁产L-乳酸的菌株鉴定及培养基优化

以产L-乳酸的菌株A2为对象,采用16S rRNA基因测序法结合菌株的表型特征进行鉴定,以甜高粱汁为主要培养基质,采用响应面设计软件对该菌种的发酵培养基进行优化。结果表明,A2菌株为Lactobacillus plantarum S4,优化得到的甜高粱汁培养基配比为甜高粱汁327. 83 g/L,蛋白胨1. 67 g/L,磷酸氢二钾4. 7 g/L,硫酸锰0. 17 g/L,在此培养基配比下,Lactobacillus plantarum S4厌氧发酵68 h后,L-乳酸产量达(61. 20±1. 36) g/L,L-乳酸/葡萄糖转化率(90. 74±2. 28)%,L-乳酸/蔗糖转化率(47. 20±1. 81)%。

一株耐酸L-乳酸生产菌的Co^(60)诱变选育

对嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)CICC 6005菌株进行Co60诱变,从突变体中选育得到1株生长快速的耐酸突变菌株LS-8。该菌株在pH值3.6的条件下发酵72h、在pH值3.8的条件下发酵104h,L-乳酸产量分别达9.2g/L和16.5g/L。

基于智能检测的发酵过程测控系统集成及应用

发酵测控系统是发酵过程参数智能检测与优化调控的基础,直接影响着发酵过程的控制性能。该文针对L-乳酸发酵过程的智能检测,提出了一种基于智能检测的发酵过程测控系统集成方法,给出了系统的体系结构及实现方法,集成了基于虚拟仪器技术的PXI总线发酵过程智能测控系统,给出了系统的软、硬件设计。该系统通过建立软测量模型,有效地实现了发酵过程不易测量参量的在线估计与控制,为发酵过程提供了一种新的测控系统。试验研究表明,将该系统应用到L-乳酸发酵过程中,通过在线估计葡萄糖液消耗量,实现了L-乳酸发酵过程补料优化控制,乳酸产量提高23%,提高了发酵产物得率。

一株高产乳酸鼠李糖乳杆菌的选育

采用紫外线和Co60照射联合诱变鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)JCM1553菌株,选育得到1株L-乳酸高产突变株SCT-10-10-60。经77代传代培养证实该菌株L-乳酸发酵遗传稳定。在37℃,200rpm下,该菌株摇瓶发酵葡萄糖60h的发酵液乳酸浓度达到最大,为195.67g/L,发酵糖酸转化率达到95.33%,比出发菌株最大乳酸产量、发酵速率和糖酸转化率分别提高了16.24%、50.13%和17.81%。相同条件下该菌株发酵木薯淀粉84h的乳酸浓度达到最大值,为203.33g/L,糖酸转化率达到78.85%,比出发菌株最大乳酸产量和发酵速率均提高了29.49%,糖酸转化率则提高24.53%。该菌株发酵产物的L-乳酸含量高达96.75%,与出发菌株(96.97%)无统计学显著差异(P>0.05)。该高产菌株乳酸发酵性能提高的主要原因是菌体增长速率加快。其L-乳酸发酵性能显著优于现有的生产菌株,具有较高的潜在工业价值。

蔗渣发酵生产L-乳酸

酶解是纤维质原料用于生物发酵前的关键步骤。为了找到一种高效、低成本和低能耗的蔗渣酶解工艺,本实验研究了蔗渣酶解的底物浓度、pH、酶用量、温度、时间对蔗渣酶解后还原糖释放量的影响,并对酶解的3个主要因素——温度、pH和酶量进行正交实验分析,最终得到蔗渣浓度为8%,酶液6.9 mL,在温度43.9℃、pH为4.3条件下糖化时间14h,还原糖浓度可达54 g/L以上。将糖化液用于发酵实验,发现干酪乳杆菌N-2在酶解液培养基中45℃发酵120 h乳酸产量达到32.5 g/L;对代谢产物进行高效液相分析发现发酵产物为乳酸,几乎没有其他副产物产生。

微内核结构的测控系统软件

测控系统软件是测控系统重要组成部分,直接影响着测控系统的运行。提出了一种基于微内核结构的测控系统软件设计方法,该方法以消息数据处理为中心,通过统一的消息接口将测控任务插件化,利用受控的消息传递机制实现测控软件各个功能模块间的交互,并在微内核单元管理下进行HPFS-HRRN的测控任务调度;基于虚拟仪器技术,设计和实现了水平分层结构替代纵向层次结构的测控系统软件。实验测试表明,将该方法应用到L-乳酸发酵过程测控系统软件设计中,所构建的测控系统具有较高的可靠性、通用性和可扩展性。