[發(fā)明專利]一種凝結(jié)芽孢桿菌及利用其制備L-乳酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011636200.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112694993B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李榮杰;穆曉玲;陳思弘;楊金環(huán);王舒;孟瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽豐原生物技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/56;C12R1/07
• 代理公司: 北京睿陽聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11758
• 代理人: 郭奧博;張穎

本發(fā)明提供了一種凝結(jié)芽孢桿菌及利用其制備L?乳酸的方法。所述凝結(jié)芽孢桿菌為凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans)FYLR2，其保藏編號為CCTCC M2020371，其16s rRNA基因的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。本發(fā)明提供的凝結(jié)芽孢桿菌可以以多種物質(zhì)作為發(fā)酵碳源，通過分批發(fā)酵方法或連續(xù)發(fā)酵方法，具有單批次發(fā)酵時間短，總發(fā)酵時間長的優(yōu)點，發(fā)酵能力強(qiáng)，可以得到碳源殘余量極低甚至為零的發(fā)酵液，發(fā)酵液中L?乳酸濃度高，且純度極高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種L-乳酸的生產(chǎn)方 法，尤其涉及一種凝結(jié)芽孢桿菌及利用其制備L-乳酸的方法。

背景技術(shù)

乳酸(Lactic Acid)，又名α-羥基丙酸，根據(jù)旋光性不同可分為 L-乳酸(左旋性)、D-乳酸(右旋性)和消旋乳酸。乳酸是一種多用 途的有機(jī)酸，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、印染等領(lǐng)域。其中， 最重要、最廣泛的工業(yè)應(yīng)用是作為聚乳酸合成的單體。聚乳酸具有良 好的生物可降解性和生物相容性，不僅在當(dāng)今石油資源日益短缺的情 況下很有希望成為石油基塑料的替代品，也被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為一種最有發(fā) 展前途的新型醫(yī)學(xué)材料。因此光學(xué)純L-乳酸的生產(chǎn)有著重要的意義。

乳酸的生產(chǎn)方法主要有微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法和酶催化法。 作為大規(guī)模生產(chǎn)中最主要的生產(chǎn)方法，微生物發(fā)酵法可以用纖維素、 淀粉等可再生資源的水解液作為原料生產(chǎn)乳酸，通過使用不同的菌株 可獲得光學(xué)純的L-乳酸、D-乳酸或是兩者的混合物，其生產(chǎn)成本低， 產(chǎn)品安全性高，并且環(huán)境污染小。凝結(jié)芽孢桿菌是一種耐熱的可發(fā)酵 生產(chǎn)光學(xué)純L-乳酸的微生物，可以實現(xiàn)在較高溫度(45～60℃)條 件下的開放式發(fā)酵，很大程度上降低發(fā)酵過程中污染雜菌的可能性， 保證了終產(chǎn)物的高光學(xué)純度。此外，凝結(jié)芽孢桿菌的營養(yǎng)要求低，可 以非常經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)。

目前大規(guī)模的乳酸發(fā)酵采用分批發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵模式，分批發(fā)酵 模式技術(shù)要求低、操作簡便、產(chǎn)物終濃度高，但在生產(chǎn)過程中發(fā)酵罐 的利用率偏低：分批發(fā)酵在每次發(fā)酵開始前的培養(yǎng)基配制、升溫等準(zhǔn) 備工作需要占用一定的時間；發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液的處理、排放、罐 體的清洗等也會占用較長時間，這都極大降低了發(fā)酵罐的利用率，增 加了生產(chǎn)成本。此外，為了配合分批發(fā)酵需要不斷的進(jìn)行種子液的制 備，制種過程的原料和能源消耗也會提高生產(chǎn)成本。

連續(xù)發(fā)酵方法可以極大的提高發(fā)酵罐的利用率，通過直接利用前 一批次中的大量菌體可以持續(xù)的進(jìn)行多個批次的發(fā)酵，無需重復(fù)進(jìn)行 種子的制作。同時，采用連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)工藝生產(chǎn)乳酸時，由于在接種 于新鮮發(fā)酵液時的接種量較大，可以使發(fā)酵罐中本菌的含量始終保持 較高濃度，從而可使整個發(fā)酵系統(tǒng)抵御雜菌污染的能力大大增強(qiáng)，以 至于發(fā)酵過程可以采取開放式發(fā)酵。

同時，目前大規(guī)模L-乳酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝在發(fā)酵結(jié)束時，發(fā)酵液 中的殘?zhí)侵笜?biāo)較高，約為0.5％，較高的殘?zhí)窃谔崛r會導(dǎo)致收率下 降，能耗增加，產(chǎn)品理化指標(biāo)降低等問題。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種連續(xù)零糖發(fā)酵生產(chǎn)L-乳 酸的方法，以簡化操作、縮短生產(chǎn)時間、降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種凝結(jié)芽孢 桿菌及利用其制備L-乳酸的方法。本發(fā)明提供的凝結(jié)芽孢桿菌可以 以多種物質(zhì)作為發(fā)酵碳源，通過分批發(fā)酵方法或連續(xù)發(fā)酵方法，具有 單批次發(fā)酵時間短，總發(fā)酵時間長的優(yōu)點，發(fā)酵能力強(qiáng)，可以得到碳 源殘余量極低甚至為零的發(fā)酵液，發(fā)酵液中L-乳酸濃度高，且純度 極高。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種凝結(jié)芽孢桿菌，所述凝結(jié)芽孢桿菌 具有如SEQ IDNo:1所示核苷酸序列的16s rRNA。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述凝結(jié)芽孢桿菌為凝結(jié)芽孢 桿菌(Bacilluscoagulans)FYLR2，于2020年7月28日保藏于中國 典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)，保藏編號為CCTCC M2020371。