米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L_乳酸

农产品加工·学刊2009年第10期收稿日期：2009-07-21基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2007AA10Z361）；安徽省农产品精深加工重点实验室项目（2009AKSY0102）。

作者简介：吴学凤（1981-），女，山东人，在读博士，研究方向：农产品生物技术。

E-mail ：applewuxf@ 。

*为通讯作者：姜绍通，教授，研究方向：农产品加工与利用。

E-mail ：jiangshaotong@ 。

0引言乳酸作为一种古老而重要的有机酸，自1780年首次被发现至今，已广泛应用于食品、医药、农业和化工等方面[1]。

当前，L-乳酸也可以作为原料大规模地应用于可生物降解塑料、氧化化学品、绿色化学品和溶剂，以及植物生长调节剂等方面。

所以，对L-乳酸的研究和生产已引起了国内外的重视。

在农产物料中，利用米根霉直接发酵生产L-乳酸已经有了较广泛的研究，近年来一些研究者利用根霉对酶解处理或者未处理的玉米芯、玉米秸秆、淀粉等发酵，取得了一定的结果[1~10]，但是发酵生产L-乳酸的得率很低，其中关键的原因是一些农产品的酶解产物中不仅含有葡萄糖，还含有木糖等多种寡糖。

解决米根霉利用纤维素水解液发酵产L-乳酸强度的关键，是如何提高米根霉利用木糖发酵产L-乳酸的生产强度问题。

本文对不同浓度木糖对米根霉发酵产L-乳酸的影响进行了研究，并对米根霉利用木糖发酵生产L-乳酸的动力学过程进行了研究，建立了动力学模型，从而为提高米根霉利用五六碳糖共发酵生产L-乳酸的发酵效率提供研究基础。

1材料与方法1.1菌种米根霉As3.819，合肥工业大学生物与食品工程学院发酵实验室保藏菌种，保存在PDA 培养基上，每60d 转移1次斜面；孢子，由PDA 培养基产生，用无菌蒸馏水洗下孢子，制成悬液。

1.2培养基1.2.1固体斜面培养基PDA 培养基（马铃薯葡萄糖培养基）。

1.2.2发酵培养基葡萄糖120g/L ，(NH 4)2SO 44g/L ，NaH 2PO 40.140g/L ，KH 2PO 40.160g/L MgSO 4·7H 2O 0.25g/L ，ZnSO 4·7H 2O 0.22g/L ，CaCO 360g/L 。

玉米秸秆同步糖化发酵生产乳酸的研究
薛海燕;李均敏
【期刊名称】《中国酿造》
【年(卷),期】2008(0)9X
【摘要】通过三菌混合同步糖化发酵玉米秸秆生产乳酸。

绿色木霉和黄孢原毛平革菌糖化玉米秸秆以固态进行发酵,接入米根霉进行液态发酵。

研究发现:绿色木霉在单独降解玉米秸秆33h后接入黄孢原毛平革菌,共同降解玉米秸秆15h后接入产生乳酸菌的米根霉,再共同发酵24h后乳酸产量达到最高,最佳温度为34℃,最佳调控pH值的方式为每24h添加1.2%的CaCO3乳酸产量达到了23.2g/L。

【总页数】4页(P37-40)
【关键词】玉米秸秆;乳酸;绿色木霉;黄孢原毛平革菌;米根霉
【作者】薛海燕;李均敏
【作者单位】台州学院生命科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ921.3
【相关文献】
1.碱性过氧化氢预处理后汽爆玉米秸秆半同步糖化发酵生产乙醇 [J], 刘建权;赵晓琴;张裴洋;张喆;周豪;岳春;孙付保
2.堆积糖化对玉米秸秆同步糖化固态发酵生产乙醇的影响 [J], 牛堃;赵华;夏媛媛;董晓宇
3.玉米秸秆半同步与同步糖化发酵的研究 [J], 杨德良;储秋露;赖晨欢;谢益晖;李鑫;余世袁;勇强
4.高浓玉米秸秆碱法预处理及半同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究 [J], 连战;吕志飞;刘彬;刘欣;李乔丹;田冰;庄倩倩;刘同军
5.以玉米秸秆为原料同步糖化发酵生产燃料乙醇 [J], 谢慧;耿涛;王风芹;任天宝;宋安东
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固定化米根霉发酵烟草废弃物生产高浓度L-型乳酸乳酸(Lactic acid)是一种常见的有机酸,能够使用生物方法从可再生碳源中发酵得来。

近年来,生物可降解材料聚乳酸的需求量日益增加,而L-型乳酸的需求量日益高涨。

L-型乳酸生产的传统底物是纯糖或者可食用的粮食作物,然而全球粮食资源的紧缺,使得利用纤维素物质生产L-型乳酸显示出了巨大的工业化潜力。

烟草废弃物富含纤维素,是一种由烟草工业产生的的固体废弃物,若将烟草废弃物绿色高效地转化为高附加值的L-型乳酸,就能够实现生物资源的回收循环利用,这不仅能够满足L-型乳酸市场需求,而且有益于人体健康和环境质量,故此研究具有重要的理论探讨和社会意义。

本文使用对营养要求低和能够同时利用葡萄糖和木糖生产光学产物的丝状真菌——米根霉进行发酵生产L-型乳酸,以期从烟草废弃物中高效地生产高浓度的L-型乳酸。

然而在生产过程中,有几个主要的问题需要解决:1)需要去除烟草废弃物中的果胶和木质素物质以提高糖化效率;2)米根霉细胞的木糖代谢水平远远低于葡萄糖代谢;3)烟草废弃物含有的大量的水溶性组分会干扰糖化过程。

首先,针对去除烟草废弃物中的果胶和木质素问题,采用了稀酸、蒸汽爆破和氧化技术联用方法。

氧化祛除病毒是我们实验室的专利技术,再采用稀酸-蒸汽爆破法处理,最终选为烟草废弃物的预处理方法。

这种方法能够提高烟草废弃物的糖化效率并且保留了半纤维素部分。

蒸汽爆破预处理后烟草废弃物的纤维素和半纤维素相比对照组分别增加了55.4%和86.6%,而木质素减少了61.0%,果胶减少了38.3%。

其次,针对提高米根霉的木糖代谢水平,发明了利用烟草废弃物的水溶性组分作为固定化米根霉的种子培养基。

这种新型的种子培养基能够代替昂贵的传统葡萄糖种子培养基并能有效提高固定化米根霉的木糖代谢水平。

结果表明,烟草废弃物萃取液加入5 g/L的葡萄糖和0.1 g/L的维生素C后最高提高了木糖2.12倍的吸收速率和1.73倍L-型乳酸的转化率。

米根霉发酵生产L Ο乳酸虞东胜,　周晓燕,　王　健,　王　勤,　田文阳(上海市工业微生物研究所,上海200233)摘　要　报道了L Ο乳酸菌株的分离与筛选,探讨了不同碳源、氮源、通气量、温度等发酵条件对产L Ο乳酸的影响。

从78株米根霉中筛选出13株产L Ο乳酸较高的菌株,其中米根霉(Rhizopus oryz ae )Rs928产L Ο乳酸最高,产酸最稳定。

试验结果表明,该菌株最适发酵培养基组成(%):淀粉水解糖16,MgSO 40.08,KH 2PO 40.05,ZnSO 40.01,CaCO 37,p H 自然。

在60t 发酵罐中,当总糖平均浓度为174g/L 时,5罐平均产L Ο乳酸140g/L ,对糖转化率80.4%,发酵周期61h ,L Ο乳酸纯度97.9%。

关键词:米根霉　L Ο乳酸　发酵作者简介:虞东胜(1965～),男,大学,工程师。

乳酸是一种重要的食用有机酸。

人和哺乳动物体内存在的乳酸全是L Ο型的,它直接参与代谢,并且能迅速地转化成肝糖,全部被吸收。

从人体营养及代谢的角度来看应服用L Ο乳酸。

世界卫生组织建议限制使用D Ο乳酸含量高的产品,尤其是生产婴幼儿营养食品应避免使用D Ο或DL Ο混合乳酸。

故国外对L Ο乳酸的研究和生产十分重视,现在世界总产量已达10万t 以上。

利用根霉发酵生产L Ο乳酸,与细菌发酵相比,具有发酵快、菌体生长营养要求简单、可以使用无机氮源、发酵液含杂质较少等优点。

因此,国内目前全部采用此方法生产L Ο乳酸。

然而,发酵转化率较低是其一大缺点。

用米根霉Rs928菌株发酵生产L Ο乳酸不但能提高对糖转化率,而且不会产生其它有机酸,是较理想的生产菌株。

1　材料与方法1.1　材料1.1.1　菌种:米根霉(Rhizopus oryzae )Rs928,本所分纯选育和保藏。

1.1.2　斜面培养基:马铃薯汁培养基。

1.1.3　分离纯化培养基:察氏培养基。

1.1.4　种子培养基(%):葡萄糖10,KH 2PO 40.08,MgSO 40.03,尿素0.2,CaCO 32,ZnSO 40.03,p H 自然。

万方数据　万方数据　万方数据　万方数据米根霉发酵生产L-乳酸作者：虞东胜， 周晓燕， 王健， 王勤， 田文阳， YU Dong-sheng， ZHOU Xiao-yan， WANG Jian， WANG Qin， TIAN Wen-yang作者单位：上海市工业微生物研究所,上海,200233刊名：工业微生物英文刊名：INDUSTRIAL MICROBIOLOGY年，卷(期)：2000，30(3)被引用次数：21次参考文献(5条)1.陈(騊)声有机酸发酵生产技术 19912.Livia Alm The effect of Fermentation on Nutrients in Milk and Some Properties of Fermented Liquid Milk Products 19823.Ward G E查看详情 1938(11)4.周德庆微生物学实验手册 19865.钱信忠中华人民共和国药典(二部) 1985相似文献(10条)1.期刊论文姜绍通.郑志.潘丽军.李兴江.张志英L-乳酸米根霉发酵体系LDH活力及代谢调控研究-食品科学2005,26(1)乳酸脱氢酶(LDH)是米根霉代谢生产L-乳酸过程的关键酶,研究其在发酵过程中的活力变化,从酶水平分析发酵条件对L-乳酸发酵的影响,对米根霉发酵生产L-乳酸的人工代谢调节、菌种选育具有重要意义.本文研究了摇瓶条件下的米根霉AS3.1208发酵体系中乳酸脱氢酶的活力调控条件及与L-乳酸即时产率的关系,结果表明,发酵体系中L-乳酸产率与LDH活力在36～40h时最高.葡萄糖作为C源的L-乳酸产率与LDH活力比甘薯淀粉高.与牛肉膏和蛋白胨相比,硫酸铵是米根霉代谢的最佳N源,0.40%的硫酸铵具有较高的乳酸产率与LDH活力.发酵培养基中添加CaCO3与否,对乳酸产率与LDH活力有极大影响.以甘薯淀粉为碳源,在250ml三角瓶中的装液量为100mi,发酵36～40h时的L-乳酸即时产率最大,此时LDH活力也最高.2.期刊论文邵伟.仇敏.熊泽.SHAO Wei.QIU Min.XIONG Ze米根霉液体发酵L-乳酸动力学模型的构建-江苏调味副食品2006,23(2)由于研究生产L-乳酸代替D-乳酸和DL-乳酸已成为一种趋势,为构建米根霉液体发酵L-乳酸动力学模型,对米根霉发酵生产L-乳酸进行了初步研究.在米根霉分批发酵过程中,测定菌体生物量、还原糖和乳酸含量,经处理后得到菌体生长、乳酸生成和基质消耗的动力学模型及参数.对比实验数据与模型表明,两者能较好拟合,基本反映米根霉发酵L-乳酸动力学特征.3.学位论文杜威米根霉发酵生产L-乳酸的形态研究及其对发酵的影响2010米根霉发酵生产L-乳酸过程中，菌体表现出多样的形态，影响了发酵过程中传质、溶氧等性能，致使发酵效率有很大不同。

米根霉发酵产乳酸原理以米根霉发酵产乳酸原理为标题，本文将介绍米根霉在发酵过程中产生乳酸的原理及其应用。

一、米根霉的发酵过程米根霉（Rhizopus）是一种常见的真菌，广泛存在于土壤、水体和植物表面。

它以糖类为主要碳源进行代谢，通过发酵过程产生乳酸。

米根霉在适宜的温度、湿度和pH条件下能够快速生长，并且在厌氧条件下更有利于乳酸的产生。

二、米根霉发酵产乳酸的原理米根霉发酵产乳酸的原理主要是利用其代谢特点和酶系统。

米根霉能够通过糖酵解途径将葡萄糖分解为乳酸，这是一种无氧代谢过程，不需要氧气参与。

乳酸是米根霉代谢过程中的主要产物，其生成速率与菌株的类型、培养条件等因素有关。

在米根霉的酵解过程中，首先将葡萄糖转化为丙酮酸，再经过酶催化作用，丙酮酸被还原为乳酸。

这个过程主要依赖于两个酶：乳酸脱氢酶和乳酸脱氢酶。

乳酸脱氢酶能够催化丙酮酸的还原反应，将其转化为乳酸。

而乳酸脱氢酶则催化乳酸的氧化反应，将其转化为丙酮酸。

这两个酶的作用相互呼应，使得米根霉能够在发酵过程中维持乳酸的生成。

三、米根霉发酵产乳酸的应用米根霉发酵产乳酸的应用非常广泛。

乳酸是一种重要的有机酸，在食品、医药、化妆品等领域都有广泛的应用。

1. 食品工业：乳酸可作为食品的酸味剂、防腐剂和调味剂。

例如，酸奶、发酵蔬菜和酸豆等食品中的酸味就是由乳酸提供的。

2. 医药工业：乳酸可以作为药物的溶剂和稳定剂。

同时，乳酸还具有抗菌和抗病毒的功效，可用于制备一些药物。

3. 化妆品工业：乳酸可作为化妆品的酸性调节剂和保湿剂。

它有助于调节皮肤的酸碱平衡，维持皮肤的健康状态。

4. 环境工程：乳酸可以被用作生物降解塑料的原料，制备环保型材料。

除了上述应用外，乳酸还可以用于制备乳酸聚合物、乳酸盐和乳酸酯等化合物，这些化合物在材料科学和生物医学领域具有广泛的应用前景。

米根霉发酵产乳酸的原理是利用其代谢特点和酶系统，在适宜的条件下将糖类转化为乳酸。

乳酸具有重要的应用价值，在食品、医药、化妆品和环境工程等领域都有广泛的应用。

发酵法生产乳酸及发酵液中残糖的测定一、实训原理米根霉可利用糖或利用淀粉或淀粉质原料生成L-乳酸。

米根霉作为好氧真菌，是依靠呼吸产能并提供合成菌体的中间产物，就发酵产物而言，其发酵类型属混合酸发酵，它经由EMP途径生成丙酮酸，然后进人三梭酸循环，米根霉能将大部分糖转化为乳酸，但同时也有乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸等其他产物。

菌体生长过程中发酵液中残糖的测定可以采用费林热滴定法测定。

二、试剂的配制1.菌种：米根霉2.斜面培养基PDA培养基：去皮马铃薯200g，切成小块，加1L水，煮沸30min,用双层纱布过滤取清液，加水补充因蒸发而减少的水分，加入20g的葡萄糖，琼脂15~20g。

3.基础种子培养基葡萄糖3%，NaNO30.2%，K2HPO40.1%，Fe SO40.001%，KCl0.05%，MgSO4·7H2O0.05%,pH6.64.基础发酵培养基同基础种子培养基5.费林试剂甲液：称取15g硫酸铜（CuSO4·5H2O）及0.05g亚甲基蓝，溶于蒸馏水中并稀释到1000mL。

乙液：称取50g酒石酸钾钠及75g NaOH，溶于蒸馏水中，再加入4g亚铁氰化钾［K4Fe（CN）］，完全溶解后，用蒸馏水稀释到1000mL，贮存于具橡皮塞玻璃瓶中。

66．0.1％葡萄糖标准溶液准确称取1.000g经98～100℃干燥至恒重的无水葡萄糖，加蒸馏水溶解后移入1000mL 容量瓶中，加入5mL浓HCl（防止微生物生长），用蒸馏水稀释到1000mL。

三、实训步骤1.斜面活化斜面培养：34℃,3~5天2.种子培养取一新鲜的斜面活化菌种，加入5mL的无菌水，用接种环打下孢子，制成孢子悬浮液，接种于含有30mL种子培养基的250mL三角瓶中（使孢子终浓度为4×106个/mL），八层纱布，34℃,200rpm,旋转式摇床培养20~24h。

3.发酵培养将种子以10%的接种量接种于含有70mL的发酵培养基的500mL三角瓶中，八层纱布，34℃200rpm旋转式摇床培养60h。