[發明專利]干酪乳桿菌及其在發酵生產L-乳酸中的應用

有效

• 申請號: 200910188108.7
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102051336A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 高大成;佟明友;宋喜軍;黎元生;劉樹臣;張霖;袁毅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/56;C12R1/245
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本發明屬于有機酸發酵技術領域，具體涉及一種干酪乳桿菌及生產L-乳酸或其鹽的方法。

背景技術

乳酸(Lactic?acid)又名a-羥基丙酸(a-hydrxy-propioricacid)，分子式：C₂H₅OCOOH，相對分子量為90.08，是一種簡單的羥基酸。分子中有一個不對稱碳原子，具有旋光性，因此有L-乳酸與D-乳酸兩種旋光異構體。L-乳酸為右旋性，D-乳酸為左旋性，DL-乳酸為消旋性，理化性質除旋光性外基本相同。

乳酸是一種重要的多用途有機酸之一，廣泛存在于人體、動植物和微生物體中。L-乳酸及其鹽在食品、醫藥、農業、化工等領域有廣泛的應用。尤其是以它作為單體用于制備生物可降解塑料-聚L-乳酸，能夠很好的緩解環境和能源問題，因此，引起了世界的廣泛關注，應用前景非常廣闊。

乳酸的光學純度對聚乳酸的物理性質有著重要的影響，發酵法是目前獲得高光學純度L-乳酸的理想方法，但是在發酵生產L-乳酸過程中，由于菌種、培養基和發酵工藝的千差萬別，導致L-乳酸的生產效率和成本相差甚遠。因此適宜的菌種和低成本L-乳酸發酵工藝是促進聚乳酸產業的蓬勃發展的關鍵所在。

發酵生產乳酸的菌種主要是根霉屬、乳桿菌屬、芽孢乳桿菌屬。乳酸菌對葡萄糖的發酵可以分為同型發酵和異型發酵。同型發酵只形成乳酸一種代謝產物，乳桿菌屬和芽孢乳桿菌屬屬于同型發酵；而異型發酵除形成乳酸外，還有乙醇、乙酸、二氧化碳等，根霉屬屬于異型發酵。目前國內外主要對乳桿菌屬、芽孢乳桿菌屬發酵生產L-乳酸進行研究。

普拉克生化公司在CN03814886.2提出用凝結芽孢桿菌、熱噬淀粉芽孢桿菌、史氏芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌或其混合物，在最佳pH?5.50～5.60條件下采用淀粉同時糖化發酵生產乳酸或其鹽，得到的產物對映體純度大于99％，殘糖小于2g/L，同時認為乳桿菌屬等乳酸菌在它們生長溫度30～50℃影響乳酸的對映體純度，不適于乳酸工業生產，且這些微生物的生長溫度范圍不適宜采用同時糖化發酵。

上海新立工業微生物科技有限公司在CN02145142.7中提出用嗜熱乳酸桿菌并行厭氧發酵生產L-乳酸的方法，在pH?5.0～6.5和溫度45～55℃條件下進行厭氧發酵，加入無機和有機氮源給菌種提供營養，增加了發酵成本，且由于這些氮源的加入使得產品提取過程更加復雜。

吉林大學在CN200510119041.3中提出用干酪乳桿菌厭氧生產L-乳酸的方法，使用的原料為葡萄糖等單糖或乳糖，氮源為無機和有機氮，眾所周知葡萄糖或乳糖的價格遠大于含淀粉的物質，必然會增加發酵和提取成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種干酪乳桿菌及生產L-乳酸或其鹽的方法，以降低生產成本，獲得高光學純度L-乳酸產品，滿足聚乳酸生產的需要。

本發明用于生產L-乳酸的微生物是一種干酪乳桿菌(Lactobacillus?casei)的突變菌株FY-04。該菌種有如下特點：

本發明提供的干酪乳桿菌Lactobacillus?casei?FY-04已于2009年9月11日保藏于“中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心”(簡稱CGMCC)，其保藏號為CGMCC?NO.3269。

本發明的干酪乳桿菌屬Lactobacillus?casei?FY-04具有如下性質：

1、形態特征：桿狀細菌，不運動，無芽孢，常排列為短鏈。

2、生理特征：過氧化氫酶陰性，乳酸消旋酶陰性，格蘭氏染色顯陰性，兼性好氧。

本發明的干酪乳桿菌FY-04種子的培養過程為：

(1)將菌種FY-04接入種子培養基中于40～45℃活化24～48小時，鏡檢無異常形態細胞和雜菌，菌體生長旺盛。

(2)取步驟(1)培養好的種子移入三角瓶，在搖床上于40～45℃下培養24～48小時。

(3)將步驟(2)培養好的種子接入種子罐中，于40～45℃下培養24～48小時，采用逐級擴大培養的方式直至種子用量滿足發酵需求為止。

步驟(1)中所述的種子培養基為：

葡萄糖2％，酵母膏0.5％，蛋白胨1％，牛肉膏1％，NaCl?1％，醋酸鈉0.5％，檸檬酸銨0.2％，MgSO₄.7H₂O?0.02％，碳酸鈣2％，自來水配置，自然pH值，121℃滅菌20分鐘。

本發明的干酪乳桿菌FY-04用于發酵生產乳酸的發酵培養基為：