基于玉米濃醪酒糟基質(zhì)的L-乳酸菌株的選育與發(fā)酵研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)日益加劇，化石燃料日益減少，導(dǎo)致了國際原油價(jià)格的不斷上漲，2006年4月更是突破了75美元/桶。燃料酒精作為一種清潔能源來替代化石燃料，是目前國際上的一個(gè)研究熱點(diǎn)。對(duì)于燃料酒精生產(chǎn)而言，如何降低生產(chǎn)成本是目前亟需解決的一個(gè)重點(diǎn)。論文以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)于酒精發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)L-乳酸的工藝進(jìn)行了研究，以達(dá)到既解決酒精生產(chǎn)中酒糟的污染問題，同時(shí)降低酒精及L-乳酸生產(chǎn)成本的目的，為后續(xù)放大生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。 通過采樣分離，自主篩選獲得了一

2、株L-乳酸細(xì)菌，光學(xué)純度檢測表明，其乳酸產(chǎn)物中L-乳酸的含量達(dá)到了94.8％。進(jìn)一步對(duì)該菌株進(jìn)行了初步碳源、氮源的發(fā)酵性能試驗(yàn)，通過菌株的表型、生理生化特性結(jié)合16SrDNA序列比對(duì)，確定該菌株為夏威夷腸球菌(Enterococcushawaiiensis)，暫命名為E.hawaiiensisWXS，目前暫時(shí)未見利用夏威夷腸球菌進(jìn)行L-乳酸發(fā)酵生產(chǎn)的公開文獻(xiàn)報(bào)道。 利用化學(xué)誘變劑NTG對(duì)E.hawaiiensisWXS進(jìn)行反復(fù)誘

3、變處理，得到一株良好產(chǎn)酸的菌株E.hawaiiensisWXS58。進(jìn)一步考察了E.hawaiiensisWXS58在葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基中的發(fā)酵性能，確定了最佳發(fā)酵溫度為34℃，適宜種齡為14-18h，最佳接種量3％，培養(yǎng)基的最佳初始pH6.0，在發(fā)酵初期，適量通氣培養(yǎng)對(duì)L-乳酸的產(chǎn)生有較好的促進(jìn)作用。對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化，通過正交試驗(yàn)確定了最佳的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：蛋白胨1％，酵母膏1％，Na2HPO40.15％，MgSO40.02

4、％，在該培養(yǎng)基中發(fā)酵48h后，發(fā)酵液中L-乳酸產(chǎn)量達(dá)到56g/L。 對(duì)E.hawaiiensisWXS58以酒糟為基質(zhì)進(jìn)行了馴化，使菌株能夠在玉米濃醪酒糟清液中良好生長。通過考察酒精濃醪發(fā)酵和L-乳酸發(fā)酵之間的關(guān)系，確定了酒精發(fā)酵和L-乳酸發(fā)酵之間的平衡點(diǎn)：將酒精發(fā)酵提前至36-40h結(jié)束，此時(shí)醪液酒精度在12％左右，酒糟固液分離后清液含糖在70-80g/L，適當(dāng)處理后直接用于L-乳酸發(fā)酵。對(duì)玉米濃醪酒糟清液為基質(zhì)的L-乳酸發(fā)酵

5、進(jìn)行7L發(fā)酵罐和15L罐小試試驗(yàn)。7L罐中，發(fā)酵初糖67g/L，發(fā)酵36h后，發(fā)酵液中L-乳酸產(chǎn)量達(dá)到52g/L，殘?zhí)?g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為86.7％；15L罐中，初糖87g/L，發(fā)酵48h后，L-乳酸產(chǎn)量達(dá)到68g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為89.5％。在15L罐中，L-乳酸最大生成速率在12h時(shí)，達(dá)到了2.86g/L·h，酒糟中糖的最大消耗速率在17.7h，達(dá)到了3.55g/L·h。 對(duì)經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行了初步的核算，與單獨(dú)進(jìn)行酒精發(fā)酵相比