凝結(jié)芽孢桿菌LA204利用木薯發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的研究.pdf

1、乳酸是一種可通過發(fā)酵生產(chǎn)并廣泛用于食品和工業(yè)的化學(xué)產(chǎn)品。木薯因為具有容易栽培、生長迅速、畝產(chǎn)量高的優(yōu)點，成為重要的生物質(zhì)能作物之一。木薯干約含有淀粉73.9％、纖維素11.8％，可以水解為葡萄糖用于發(fā)酵。因此利用木薯發(fā)酵生產(chǎn)生物燃料和化學(xué)產(chǎn)品是提高木薯產(chǎn)業(yè)化水平的重要目標(biāo)之一。凝結(jié)芽孢桿菌具有耐高溫，乳酸生產(chǎn)速度快的優(yōu)點。本文圍繞Bacillus coagulans LA204的生理代謝特性，結(jié)合乳酸發(fā)酵工藝對其在木薯發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的過程

2、進(jìn)行了研究，得到相關(guān)結(jié)果如下:
　　1.利用淀粉能力的分析結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌LA204可利用淀粉為唯一碳源生長，說明該菌具有利用淀粉原料而不額外添加糖化酶生產(chǎn)乳酸的能力。
　　2.凝結(jié)芽孢桿菌LA204在淀粉誘導(dǎo)下比用葡萄糖做唯一碳源分泌更多的胞外蛋白。質(zhì)譜結(jié)果表明淀粉特異性誘導(dǎo)的蛋白主要參與運輸和調(diào)節(jié)基因表達(dá)，而并沒有檢測到胞外淀粉酶，可能利用細(xì)胞膜錨定的淀粉酶水解淀粉。
　　3.在5L發(fā)酵罐中，以木薯為原料優(yōu)化氮

3、源發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌LA204可自身產(chǎn)生淀粉酶利用木薯淀粉為碳源發(fā)酵產(chǎn)乳酸，且氮源對凝結(jié)芽孢桿菌LA204的生長有重要的影響，利用酵母浸粉做氮源時比用玉米漿干粉做氮源最終的乳酸得率提高83％。
　　4.在5-L發(fā)酵罐中以8％木薯粉為發(fā)酵底物，1％玉米漿干粉為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基中分別補加終濃度為12U/g的α-淀粉酶和180U/g的糖化酶或20U/g纖維素酶進(jìn)行同步糖化發(fā)酵的結(jié)果表明:未經(jīng)糊化且不進(jìn)行酶解的實驗組基本不

4、能產(chǎn)生乳酸;不糊化但是加入淀粉酶時，發(fā)酵96h乳酸達(dá)到36.03g/L，經(jīng)過糊化處理并加入淀粉酶時乳酸濃度在96h達(dá)到44.24g/L;不糊化和糊化添加纖維素酶分別可以在120小時得到乳酸33.90g/L和47.29g/L。
　　以上實驗結(jié)果表明凝結(jié)芽孢桿菌B.coagulans LA204可以利用自分泌淀粉酶進(jìn)行木薯原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。并且經(jīng)過優(yōu)化氮源和酶解工藝，可以提高最終的乳酸得率和生產(chǎn)速率。通過補充淀粉酶和纖維素酶，可以實現(xiàn)