[發(fā)明專利]一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310576790.3
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103555777A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方柏山;嚴(yán)正平
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56;C12N11/12;C12R1/225
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將菌種接入含甘油的種子培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到種子液；所述菌種為戊糖乳桿菌（Lactobacillus?pentosus）R3-8，該菌種已于2011年3月31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，保藏中心登記入冊編號為CGMCC?No.4726；

2）將種子液接入含甘油的擴大培養(yǎng)液，在發(fā)酵罐中進(jìn)行擴大培養(yǎng)，同時用補料裝置流加堿溶液將擴大培養(yǎng)液的pH值控制在4.5～7.5的范圍內(nèi)，培養(yǎng)過程中測定培養(yǎng)液中的菌體濃度；

3）當(dāng)擴大培養(yǎng)液中的菌體細(xì)胞濃度達(dá)到1.0～15.0g/L時，利用泵將擴大培養(yǎng)液泵入纖維床生物反應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)擴大培養(yǎng)液完全充滿纖維床生物反應(yīng)器后，維持?jǐn)U大培養(yǎng)液在發(fā)酵罐和纖維床生物反應(yīng)器中的循環(huán)，菌體細(xì)胞固定化過程中測定擴大培養(yǎng)液中游離菌體細(xì)胞的濃度，當(dāng)游離菌體細(xì)胞濃度降至最低點時，視為固定化過程結(jié)束；

4）菌體細(xì)胞固定化完成后，加入含甘油的發(fā)酵培養(yǎng)基控制初始甘油濃度為5～200g/L，或直接更換初始甘油濃度為5～200g/L的發(fā)酵培養(yǎng)基，進(jìn)行固定化發(fā)酵后，得到乳酸。

2.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟1）中，所述菌種接入含甘油的種子培養(yǎng)基中的接種量按質(zhì)量百分比為1%～15%；所述種子培養(yǎng)基（/L）的組成為甘油40g，酵母粉5g，胰蛋白胨10g，乙酸鈉6g，K₂HPO₄1.5g，pH6.5。

3.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟1）中，所述培養(yǎng)的條件為30～45℃培養(yǎng)5～25h。

4.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟2）中，所述甘油的濃度為20～80g/L，所述擴大培養(yǎng)液（/L）的組成可為甘油40g，酵母粉6g，胰蛋白胨10g，乙酸鈉6g，K₂HPO₄1.5g，MnCl₂·H₂O0.15g，消泡劑0.05g，pH6.0～6.2。

5.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟2）中，所述擴大培養(yǎng)的條件為：培養(yǎng)溫度為30～45℃，攪拌速率為50～350rpm，并利用通氣裝置通入0～1.0vvm的空氣；所述堿溶液的摩爾濃度可為4～7M。

6.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟3）中，所述固定化過程中，培養(yǎng)溫度為25～45℃，攪拌速率為0～550rpm，并通入0～2.0vvm的空氣，同時流加4～7M堿溶液將培養(yǎng)液的pH值控制在4.5～7.5的范圍內(nèi)。

7.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟3）中，所述纖維床生物反應(yīng)器是由同心式內(nèi)、外圓筒構(gòu)成的帶夾層的填充柱體，夾層中通循環(huán)水控制溫度，內(nèi)圓筒中填充棉纖維織物作為填充基質(zhì)，不銹鋼絲網(wǎng)為支撐材料。

8.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟4）中，所述發(fā)酵培養(yǎng)基（/L）的組成為甘油60g，酵母粉6g，胰蛋白胨10g，乙酸鈉6g，K₂HPO₄1.5g，MnCl₂·H₂O0.15g，消泡劑0.05g，pH6.0～6.2。

9.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于在步驟4）中，所述固定化發(fā)酵過程中，發(fā)酵溫度為25～45℃，通入0～2.0vvm的空氣，同時流加4～8M堿溶液將發(fā)酵液的pH值控制在4.5～7.5的范圍內(nèi)。

10.如權(quán)利要求1所述一種利用固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化甘油生產(chǎn)乳酸的方法，其特征在于所述甘油來源于生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物粗甘油、化學(xué)法生產(chǎn)的粗甘油或生物發(fā)酵法生產(chǎn)的粗甘油。