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、隨著能源危機日益加劇，化石燃料日益減少，導致了國際原油價格的不斷上漲，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研究熱點。對于燃料酒精生產(chǎn)而言，如何降低生產(chǎn)成本是目前亟需解決的一個重點。論文以此為出發(fā)點，對于酒精發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)L-乳酸的工藝進行了研究，以達到既解決酒精生產(chǎn)中酒糟的污染問題，同時降低酒精及L-乳酸生產(chǎn)成本的目的，為后續(xù)放大生產(chǎn)奠定基礎。 通過采樣分離，自主篩選獲得了一

2、株L-乳酸細菌，光學純度檢測表明，其乳酸產(chǎn)物中L-乳酸的含量達到了94.8％。進一步對該菌株進行了初步碳源、氮源的發(fā)酵性能試驗，通過菌株的表型、生理生化特性結(jié)合16SrDNA序列比對，確定該菌株為夏威夷腸球菌(Enterococcushawaiiensis)，暫命名為E.hawaiiensisWXS，目前暫時未見利用夏威夷腸球菌進行L-乳酸發(fā)酵生產(chǎn)的公開文獻報道。 利用化學誘變劑NTG對E.hawaiiensisWXS進行反復誘

3、變處理，得到一株良好產(chǎn)酸的菌株E.hawaiiensisWXS58。進一步考察了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L-乳酸的產(chǎn)生有較好的促進作用。對發(fā)酵培養(yǎng)基進行了優(yōu)化，通過正交試驗確定了最佳的發(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)量達到56g/L。 對E.hawaiiensisWXS58以酒糟為基質(zhì)進行了馴化，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)酵之間的關系，確定了酒精發(fā)酵和L-乳酸發(fā)酵之間的平衡點：將酒精發(fā)酵提前至36-40h結(jié)束，此時醪液酒精度在12％左右，酒糟固液分離后清液含糖在70-80g/L，適當處理后直接用于L-乳酸發(fā)酵。對玉米濃醪酒糟清液為基質(zhì)的L-乳酸發(fā)酵

5、進行7L發(fā)酵罐和15L罐小試試驗。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，達到了2.86g/L·h，酒糟中糖的最大消耗速率在17.7h，達到了3.55g/L·h。 對經(jīng)濟成本進行了初步的核算，與單獨進行酒精發(fā)酵相比