一種乳桿菌及利用其發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種乳桿菌及利用其發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸的方法，用于本發(fā)明專利技術(shù)的菌株為乳桿菌（Lactobacillussp.）DMDL9010，保藏號為CGMCC?No.5172，先將該菌株經(jīng)過三次活化培養(yǎng)，然后于20~35℃發(fā)酵108~144h得到高光學(xué)純度的D-乳酸。本發(fā)明專利技術(shù)中乳桿菌DMDL9010能夠利用五碳糖和六碳糖發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸，穩(wěn)定高產(chǎn)，產(chǎn)量為65~85g/L；所產(chǎn)生的D-乳酸具有高光學(xué)純度，達(dá)到80~90%；發(fā)酵所用的原料來源廣泛，價格低廉；菌株發(fā)酵周期僅為108~144h；利用本發(fā)明專利技術(shù)的方法發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸，能夠節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于有機(jī)酸發(fā)酵
，涉及D-乳酸的生產(chǎn)方法，具體涉及一種乳桿菌及利用其發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸的方法。
技術(shù)介紹
生物質(zhì)是指以木質(zhì)素、纖維素、半纖維素以及其他有機(jī)質(zhì)為主的陸生植物和水生植物，是一種穩(wěn)定的可再生能源資源，來源豐富，僅我國農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量每年約為7億噸。在上世紀(jì)石油危機(jī)后，人們開始重視由生物質(zhì)為原料制備乳酸、燃料酒精的技術(shù)。乳酸(分子式C2H50C00H)，即為a -羥基丙酸，由于其分子中羧基a位碳原子為不對稱原子，因而具有旋光性，可分成L ( + )和D (_)兩種構(gòu)型，L-乳酸為右旋型，D-乳酸為左旋型。乳酸已廣泛用于食品、飲料、飼料、現(xiàn)代醫(yī)藥、現(xiàn)代農(nóng)藥、日用化工、造紙及電子等行業(yè)。高光學(xué)純度97%以上的D-乳酸或L-乳酸，是重要的手性中間體和有機(jī)合成原料，能廣泛應(yīng)用于制藥、高效低毒農(nóng)藥及除草劑、化妝品等領(lǐng)域的手性合成。D-乳酸在提高聚乳酸熱穩(wěn)定性等方面也具有重要作用。目前限制D-乳酸的廣泛應(yīng)用的主要原因有(I)D-乳酸的生產(chǎn)成本高，其發(fā)酵生產(chǎn)的原材料成本高，提純和精制成本高；(2)沒有篩選到合適的能發(fā)酵產(chǎn)生高光學(xué)純度D-乳酸的菌株，因為一般的乳酸菌主要以發(fā)酵產(chǎn)生L-乳酸為主；(3)現(xiàn)有已知的乳酸菌一般不能利用戊糖，例如木糖、核糖和阿拉伯糖作為碳源。微生物發(fā)酵法是目前制備D-乳酸的最主要方法之一，由于D-乳酸的理化性質(zhì)與L-乳酸極其相似，在生產(chǎn)工藝上可以借助L-乳酸的，因此生產(chǎn)D-乳酸的關(guān)鍵在于篩選出高光學(xué)純度D-乳酸高產(chǎn)菌種，并應(yīng)用低廉有廣泛來源的原料進(jìn)行發(fā)酵，簡化發(fā)酵和提純工藝，降低成本。目前主要利用重組酵母、重組大腸桿菌、重組谷氨酸棒桿菌和菊糖芽孢乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸。如于培星[于培星，高產(chǎn)D-乳酸凝結(jié)芽孢桿菌發(fā)酵工藝條件的確立，中國食品添加劑，2010，2 :97-101]使用凝結(jié)芽孢桿菌，D-乳酸最高產(chǎn)量約為120 g/L ;中國專利03817294. I公開了利用重組酵母生產(chǎn)D-乳酸的方法；申請?zhí)枮?01010241912. X的中國專利技術(shù)專利公開了用菊糖芽孢乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸；申請?zhí)枮?01010101421.5的中國專利技術(shù)專利公開了利用重組大腸桿菌以甘油為原料發(fā)酵制備D-乳酸的方法，但是菌株對酸的耐受性差，生產(chǎn)率低，使得大腸桿菌在D-乳酸實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中受到限制；申請?zhí)枮?01010247826. X的中國專利技術(shù)公開了利用基因工程手段，成功構(gòu)建了產(chǎn)高光學(xué)純度D-乳酸的基因工程菌并利用其進(jìn)行乳酸發(fā)酵生產(chǎn)，其D-乳酸產(chǎn)量達(dá)到40g/L以上，純度為99%以上；申請?zhí)枮?01010235511. 3的專利公開了利用同源重組的方法得到產(chǎn)純D-乳酸的基因工程菌并用其進(jìn)行乳酸發(fā)酵生產(chǎn)，其D-乳酸產(chǎn)量僅為20g/L以上，純度為99%以上。上述現(xiàn)有技術(shù)中D-乳酸的產(chǎn)量不高，使用的碳源主要以葡萄糖為主，沒有涉及到更廣泛的生物質(zhì)碳源。戊糖乳桿菌可抑制腐敗菌和致病菌的生長。如中國專利03126225. 2公開了 “一種戊糖乳桿菌菌株和以該菌株制成的發(fā)酵劑及該發(fā)酵劑在肉食品中的應(yīng)用”；中國專利200510105985. 5公開了戊糖乳桿菌代謝產(chǎn)生的細(xì)菌素和戊糖乳桿菌作為發(fā)酵劑在發(fā)酵制品中的應(yīng)用；專利號為200810247335.8的中國專利技術(shù)公開了戊糖乳桿菌和乳酸片球菌用于中、西肉制品中的加工應(yīng)用。但上述專利都沒有涉及戊糖乳桿菌在D-乳酸發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種乳桿菌O3Cte如CiJAz1Ssp.)及利用其發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸的方法，該方法中D-乳酸的產(chǎn)量高，碳源來源廣泛。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案 一種乳桿菌iLactobacillus sp. ) DMDL 9010,由蒸枝汁分離篩選得到，并于2011年8月19日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(簡稱CGMCC，地址北京市朝陽區(qū)大屯路，中國科學(xué)院微生物研究所)，保藏編號為CGMCC NO. 5172。該乳桿菌sp.) DMDL 9010 (CGMCC NO. 5172)菌株具有如下性質(zhì) (1)形態(tài)特征二聯(lián)桿菌，無芽孢，菌落表面光滑半透明，邊緣整齊，有光澤； (2)生理特征接觸酶陰性，氧化酶陰性，不液化明膠，不還原硝酸鹽，精氨酸水解陰性，酪素水解陰性，V-P試驗陽性，革蘭氏染色為陽性菌，兼性厭氧菌，可利用阿拉伯糖、木糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖、果糖、鹿糖、麥芽糖、核糖、山梨糖、海藻糖、七葉靈，不能利用鼠李糖和棉籽糖。能在15°C、37°C、40°C溫度下生長，在45°C溫度不生長。對該乳桿菌sp.) DMDL 9010 (CGMCC NO. 5172)菌株的初步鑒定結(jié)果如表I所不 表I MRS培養(yǎng)基分離菌株發(fā)酵特性本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種乳桿菌，其特征在于，所述菌株為乳桿菌（Lactobacillus?sp.）DMDL9010，于2011年8月19日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，保藏編號為CGMCC?NO.?5172。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種乳桿菌，其特征在于，所述菌株為乳桿菌(LacioAaciBw1S 5/ . ) DMDL9010,于2011年8月19日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，保藏編號為 CGMCC NO. 5172。2.—種利用權(quán)利要求I所述的乳桿菌{Lactobacillus sp. )DMDL9010發(fā)酵生產(chǎn)D-乳酸的方法，其特征在于，包括如下步驟和工藝條件 第一步將乳桿菌Oacio如ci77m sp. )DMDL9010的凍干粉O. Γθ. 5g置于種子培養(yǎng)基中，每5 10 mL培養(yǎng)基加入凍干粉O. Γ0. 5g，于20 35°C靜止培養(yǎng)20 28h，制成第一次種子液； 第二步以體積比為5 10 :100的比例，將第一次種子液接入種子培養(yǎng)基中，于2(T35°C靜止培養(yǎng)2(T28h，制成第二次種子液； 第三步以體積比為5 10 :100的比例，將第二次種子液接入種子培養(yǎng)基中，于2(T35°C靜止培養(yǎng)2(T28h，制成第三次活化液； 第四步以體積比為(21) :100的比例，將第三步得到的第三次活化液接入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，加入中和劑調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的PH為6. (Γ7. 0，于2(T35°C下，在攪拌轉(zhuǎn)速為100^150rpm的發(fā)酵罐中發(fā)酵，得到D-乳酸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述種子培養(yǎng)基的配方為以重量份數(shù)計，蛋白胨O. 8 I. 2份，酵母粉O. 2 O. 8份，葡萄糖I. 5 2. 5份，檸檬酸三胺O. Γθ. 3份，七水合硫酸鎂O. ΟΓΟ. 03份，牛肉膏O. 5^1. 5份，磷酸氫二鉀O. 05、. 35份，四水合硫酸錳O. 001 O. 009份，乙酸鈉O. 05 O. 35份，吐溫80 O. 05 O. 15份，蒸餾水92. 8 96. 7份；所述種子培養(yǎng)基的制備方法為按配方稱取上述原料攪拌溶解均勻后用O. 08、. IOMPa滅菌15 20min，冷卻至20 35°C備用；所述種子培養(yǎng)基的pH為6. 0 7. O。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為以重量份數(shù)計，糖度為15 25%的淀粉質(zhì)水解液或生物質(zhì)糖液6(Γ80份，蛋白胨O. 8^1. 2份，酵母粉O.2 O. 8份，牛肉膏O. 5 I. 5，葡萄糖I. 5 2. 5份，檸檬酸三胺O. Γθ. 3份，七水合硫酸鎂O.01 O....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉冬梅，周勁松，尚雍賀，
申請(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：