[發明專利]一種生產L-乳酸的方法及其專用熱噬淀粉芽孢桿菌

無效

• 申請號: 201210228391.3
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN103525714A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 于波;王麗敏;薛燕芬;馬延和
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/56;C12R1/07
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一種生產L-乳酸的方法及其專用熱噬淀粉芽孢桿菌。

背景技術

乳酸（Lactic?Acid）又名二羥基丙酸，是世界三大有機酸之一。作為一種傳統的多用途精細化學品，乳酸可作為酸味劑、芳香劑、防腐劑、植物生長調節劑、生物可降解性材料、藥物和農藥等，應用于食品、制藥、釀造、制革、紡織、環保和農業中。乳酸的生產方法主要有化學合成法、酶合成法和發酵法三種。由于合成法所用的原料是乙醛和劇毒物氫氰酸，因此合成乳酸應用于食品不能被廣泛接受，此外其生產成本也較高。酶法催化可以專一性地得到光學純乳酸，但其反應過程研究難度很大，尚未應用于工業化生產。微生物發酵法生產乳酸，可通過菌種和培養條件的選擇而獲得D-乳酸、L-乳酸或是兩者一定比例的混合物，能以淀粉、纖維素等可再生資源分解所得到的葡萄糖等為原料發酵生產乳酸，且生產成本低、產品安全性高，是大規模生產乳酸的主要方法。

L-乳酸的生產成本是制約聚乳酸規模化應用的關鍵因素之一。提高發酵法生產L-乳酸過程中發酵液中L-乳酸的濃度有利于降低成本。纖維生物質原料具有非糧資源的優勢，有利于降低乳酸生產的原料成本，是控制L-乳酸生產成本的有效途徑。因此，獲得能夠直接利用纖維素或纖維糖類發酵生產高光學純L-乳酸的菌株具有重要的實際工業應用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一株熱噬淀粉芽孢桿菌及其在生產L-乳酸中的應用。

本發明所提供的熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）具體為熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3，是從山東萊蕪某污水處理廠的活性污泥中篩選得到的。該熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3已于2012年5月25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，地址為：北京市朝陽區大屯路，中國科學院微生物研究所），保藏登記號為CGMCC?No.6153。

熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3CGMCC?No.6153菌體細胞呈細長桿狀，排列不整齊。革蘭氏染色呈陽性。在固體培養基表面，菌體形成半透明的乳白色菌落，菌落光滑，邊緣整齊。無鞭毛、無芽孢、生長溫度30-65℃、接觸酶陽性，其16s?rDNA序列如序列表中序列1所示。

本發明的再一個目的是提供一種菌劑。

本發明所提供的菌劑的活性成分為所述熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3CGMCC?No.6153。

本發明的另一個目的是提供一種生產L-乳酸的方法。

本發明所提供的生產L-乳酸的方法是發酵所述熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3CGMCC?No.6153，或以其為活性成分的所述菌劑，得到L-乳酸。

在所述方法中，所述熱噬淀粉芽孢桿菌（Bacillus?thermoamylovorans）CB3CGMCCNo.6153的發酵培養基中含有碳源、氮源和用于控制發酵液pH的中和劑；所述發酵培養基中的碳源可為纖維二糖、葡萄糖和果糖中的至少一種；所述碳源在所述發酵培養基中的終濃度可為20-100克/升（如20-50克/升）。

在本發明中，所述發酵培養基中的碳源可為纖維二糖，所述纖維二糖在所述發酵培養基中的終濃度具體可為20-50克/升（如20克/升）；所述發酵培養基中的碳源也可為葡萄糖，所述葡萄糖在所述發酵培養基中的終濃度具體可為20-100克/升（如20-50克/升、20克/升或50克/升）。

在所述方法中，所述發酵培養基中的所述氮源為酵母提取物（安琪酵母股份有限公司），所述中和劑為碳酸鈣；所述酵母提取物在所述發酵培養基中的終濃度可為3-10克/升（如5克/升），所述碳酸鈣在所述發酵培養基中的終濃度可為10-40克/升（如12-30克/升、12克/升或30克/升）。

在所述方法中，所述發酵培養基的pH可為5.5-7，具體如6.5。

在本發明的一個實施例中，所述發酵培養基的組成如下：纖維二糖或葡萄糖20-50克/升，酵母提取物5克/升，碳酸鈣12-30克/升，pH值為6.5。

在所述方法中，所述發酵的條件可為30-65℃培養36-72小時。在本發明中具體為45-55℃（如50℃）培養48-72小時（如48小時或72小時）。