芽孢杆菌BCS 13002 的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L - 乳酸

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.09.012

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (9): 81-87.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.09.012

芽孢杆菌BCS 13002 的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L - 乳酸

刘冬梅周全兴周劲松

华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2016-11-10 修回日期:2017-03-19 出版日期:2017-09-25 发布日期:2017-08-30
通信作者: 刘冬梅( 1972-) ，女，博士，教授，主要从事食品微生物的利用和控制研究． E-mail:liudm@scut.edu.cn
作者简介:刘冬梅( 1972-) ，女，博士，教授，主要从事食品微生物的利用和控制研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 31101254， 31771908) ; 广东省自然科学基金资助项目( S2011010005679) ; 广东省科技计划项目( 2013B020312002， 2014A020208019)

Identification of a Bacillus coagulans and Production of High Optical Purity L-Lactic Acid via Synchronous Saccharifying Fermentation

LIU Dong-mei ZHOU Quan-xing ZHOU Jin-song

School of Food Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2016-11-10 Revised:2017-03-19 Online:2017-09-25 Published:2017-08-30
Contact: 刘冬梅( 1972-) ，女，博士，教授，主要从事食品微生物的利用和控制研究． E-mail:liudm@scut.edu.cn
About author:刘冬梅( 1972-) ，女，博士，教授，主要从事食品微生物的利用和控制研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 31101254，31771908) ; the Natural Science foundation of Guangdong Province( S2011010005679) ; the Science and Technology Research Project Foundation of Guangdong Province( 2013B020312002，2014A020208019)

摘要/Abstract

摘要： 从泡菜中分离得到一株芽孢杆菌，经16S RNA 及生理生化鉴定为凝结芽孢杆菌( BCS 13002) ．文中研究了碳源、中和剂对菌株生产L-乳酸的影响，并在5 L 发酵罐中分别以葡萄糖及玉米淀粉为碳源进行分批补料发酵和同步糖化发酵( SSF) 的研究．结果表明，葡萄糖是最合适的碳源，使用木糖和玉米淀粉作为碳源均不利于L-乳酸的产生; 使用NaOH 作为中和剂的效果优于Ca( OH)₂和CaCO₃ ．在发酵罐中以葡萄糖为碳源进行分批补料发酵，得到L-乳酸含量为115． 86 g /L，糖酸转化率约为82． 31%，并证明MnSO₄·H₂O和MgCl₂·6H₂O 在发酵中有特殊的作用．以玉米淀粉为原料同步糖化发酵，得到L-乳酸123． 3 g /L，糖酸转化率约为70． 03%，产品中L-乳酸的光学纯度均达到99． 8%以上．

关键词: 凝结芽孢杆菌, L-乳酸, 玉米淀粉, 同步糖化发酵

Abstract: A Bacillus coagulans ( BCS 13002) isolated from pickle was identified by using 16S RNA and on the basis of physiology and biochemistry,and the effects of carbon source and neutralizer on the production of L-lactic acid were analyzed.Then,the fed-batch fermentation with glucose and the synchronous saccharifying fermentation ( SSF) with corn starch were respectively carried out at 5L fermentation tanks.The results show that ( 1) glucose is a kind of ideal carbon source,while xylose and corn starch are not beneficial to the production of L-lactic acid; ( 2) as a kind of neutralizer,NaOH is better than Ca( OH) ₂ and CaCO₃ ; ( 3) through the fed-batch fermentation with glucose in a tank,the L-lactic acid content reaches up to 115. 86 g /L with a sugar acid conversion ratio of about 82. 31%,and MnSO₄·H₂O and MgCl₂·6H₂O play a special role in the fermentation; and ( 4) through the synchronous saccharifying fermentation with corn starch,the L-lactic acid content reaches up to 123. 3 g /L,with a sugar acid conversion ratio of 70. 03 % and an optical purity of L-lactic acid of more than 99. 8%.

Key words: Bacillus coagulans, L-lactic acid, corn starch, synchronous saccharifying fermentation

刘冬梅周全兴周劲松. 芽孢杆菌BCS 13002 的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L - 乳酸[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(9): 81-87.

LIU Dong-mei ZHOU Quan-xing ZHOU Jin-song. Identification of a Bacillus coagulans and Production of High Optical Purity L-Lactic Acid via Synchronous Saccharifying Fermentation[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(9): 81-87.

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芽孢杆菌BCS 13002 的鉴定及同步糖化发酵生产高光学纯度L - 乳酸

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