专利名称：一种添加不同中和剂发酵生产l-乳酸的方法
技术领域：
本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种添加不同中和剂发酵生产L-乳酸的方法。
背景技术：
L-乳酸是21世纪最具应用潜力的有机酸之一。L-乳酸及其衍生物既是重要的有机化工原料，又是重要的精细化学品，被广泛应用于食品、农业、环保、医药、饲料、日用品、化工等领域。对于微生物培养来说，pH值的调节包括基础培养基的pH值调节和整个发酵过程中pH值的调控。一般利用氨水、NaOH溶液、Ca (OH) 2和CaCO3等调节发酵液的pH值。我国工业上常用CaCO3作为乳酸发酵的中和剂。CaCOJf乳酸沉淀下来，可减轻乳酸的反馈抑制作用，增加乳酸产量，并给乳酸的 下游分离提取带来一定的方便。但是相对于氨水来说，CaCO3粉末是一种缓慢型的酸中和齐U，PH值调节能力有限，只能将pH值维持在4. 5 5. 5，影响菌体生长。而氨水则可以很好地将发酵液的PH值调控在6.0，又能提供氮源促进乳酸菌的生长。
发明内容
本发明提供了一种添加不同中和剂发酵生产L-乳酸的方法，本发明以干酪乳杆菌为出发菌株，通过测定发酵液中的菌体浓度和L-乳酸含量比较采用CaCO3和氨水及其混合物调控pH值对L-乳酸发酵的影响。I. 一种添加不同中和剂发酵生产L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，接入5%种子培养基到发酵培养基，在添加一定的中和剂条件下发酵，发酵温度为37°C，培养48 h。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，发酵培养基葡萄糖200.0 g/L，蛋白B 10. 0 g/L，酵母膏10.0 g/L，牛肉膏6.0 g/L，硫酸镁0.2 g/L，硫酸锰0. 2 g/L，氯化钠0. 03 g/L，硫酸亚铁 0.01 g/L，磷酸二氢钾 2.0 g/L，吐温-80 1.0 ml/L。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，种子培养基蛋白胨10. 0 g/L，牛肉浸膏 10. 0 g/L，酵母浸提物 5. 0 g/L, K2HPO4 2. 0 g/L,葡萄糖 40. 0 g/L, MgSO4 7H20 0. 2g/L, MnSO4 H2O 0. 04 g/L,琼脂 18. 0 g/L,吐温-80 I. 0 mL/L, CaCO3 5. 0 g/L。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，单独添加CaCO3作为中和剂的最佳量为 0. 6 mol/L。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于单独采用25%的氨水每12 h定期滴力口，使发酵过程中的PH值维持在6. 0左右，其对菌株生长和产酸没有添加CaCO3效果好。6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于确定前期加入0. 3 mol/L CaCO3，后期用氨水调节PH值是最佳的调节方式。本发明的有益效果在于本发明系统地比较了氨水、CaCO3,以及两者相互作用3种中和剂在PH值调节方面的性能，以及它们对拟干酪乳杆菌发酵生产乳酸的影响。
图I CaCO3的添加量对干酪乳杆菌生长影响。图2 CaCO3的添加量对干酪乳杆菌产酸的影响。图3添加氨水对干酪乳杆菌生长和产酸的影响。
图4 CaCO3与氨水共同调节对干酪乳杆菌生长影响。图5 CaCO3与氨水共同调节对干酪乳杆菌产酸影响。
具体实施例方式下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。本发明所用的菌株为干酪乳杆菌，购买于ACCC，编号为ACCC10639。实施例I
本实施案例说明CaCO3的添加量对干酪乳杆菌生长和产酸的影响，中和剂CaCO3，添加量的多少对乳杆菌产酸量有一定的影响。加入量太小，乳酸中和不完全，产物抑制不能解除，产酸下降；加入量过多，发酵后期使发酵液变黏稠甚至凝固，影响发酵过程。因此，在发酵过程中确定合适的碳酸钙添加量是非常必要的。中和剂CaCO3的添加量分别为0. 2,0. 4、
0.6,0. 8,1. 0,1. 2 mol/L时，培养48 h后测定菌体的生长量和产酸量。由图I可以看出，随着培养基中中和剂CaCO3添加量的不断增大，OD620也逐渐增大，当CaCO3添加量达到0. 6 mol/L时，OD62tl最大为3. 54，随后又有所下降，而在CaCO3添加量为1.2 mol/L时又有增加现象，但由于添加量较多，增加了发酵液的黏度，从而增加了下游分离的困难。因此，在对菌体生长影响方面，以0.6 mol/L为碳酸钙的最佳添加量。由图2可以看出，随着CaCO3添加量的不断增大，产酸量也在不断增加，CaCOj^加量超过0.6 mol/L以后，产酸量变化不大，且有逐渐降低的趋势。0.6 mol/L CaCO3调节时，产酸量达最大值106 g/L,是未添加CaCO3对照组的5倍左右。综合上述两个指标，得到CaCO3的最佳添加量为0. 6 mol/L。实施例2
本实施案例说明氨水对干酪乳杆菌生长和产酸的影响，试验采用25%的氨水每12 h定期滴加，使发酵过程中的PH值维持在6. 0左右，对干酪乳杆菌生长和产酸的影响如图3所示。由图3可见，菌体的生长在48 h左右开始进入衰亡期，测得48 h时OD62tl是3. 08，发酵液L-乳酸的浓度为98 g/L;而0.6 mol/L CaCO3调节发酵过程中的pH值时，48 h时OD620是3. 54，发酵液乳酸浓度为106 g/L。实施例3
本实施案例说明CaCO3与氨水共同调节pH值干酪乳杆菌生长和产酸的影响，发酵前期，中和剂CaCO3添加量的多少直接影响到后期氨水的消耗量，对乳杆菌生长以及产酸量都有一定的影响。因此，在发酵过程中确定合适的碳酸钙添加量是十分必要的。中和剂CaCO3添加量分别为0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5 mol/L，后期定时滴加氨水，pH值维持在6.0左右，并记录氨水消耗量，培养48 h后分别测定菌体浓度(以OD62tl表示)，其结果见图4。由图4可以看出，随着培养基中中和剂CaCO3添加量的不断增大，OD62tl也呈增大趋势，当CaCO3添加量为0. 3 mol/L时，OD620达最大值5. 82。
通过图5可以 看出，随CaCO3添加量的不断增大，产酸量也在不断增加，CaCO3添加量超过0.3 mol/L以后，产酸量降低。0.3 mol/L CaCO3与氨水调节时，产酸量达最大值122g/L,是空白对照组的6倍左右。
权利要求
1.一种添加不同中和剂发酵生产L-乳酸的方法，其特征在于发酵时，接入5%种子培养基到发酵培养基，在添加一定的中和剂条件下发酵，发酵温度为37°C，培养48 h。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，发酵培养基葡萄糖200.O g/L，蛋白胨10.0 g/L，酵母膏10. 0 g/L，牛肉膏6.0 g/L，硫酸镁0. 2 g/L，硫酸锰0. 2 g/L，氯化钠0.03g/L，硫酸亚铁 0. 01 g/L，磷酸二氢钾 2. 0 g/L,吐温-80 I. 0 ml/L。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，种子培养基蛋白胨10.0g/L，牛肉浸膏10.0 g/L，酵母浸提物 5. 0 g/L, K2HPO4 2. 0 g/L，葡萄糖 40. 0 g/L, MgSO4 7H20 0. 2 g/L,MnSO4 H2O 0. 04 g/L,琼脂 18. 0 g/L,吐温-80 I. 0 mL/L, CaCO3 5. 0 g/L。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，单独添加CaCO3作为中和剂的量为0.6mol/L。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于单独采用25%的氨水每12h定期滴加，使发酵过程中的pH值维持在6. 0左右。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于确定前期加入0.3mol/L CaCO3，后期用氨水调节pH值。
全文摘要
本发明提供了一种添加不同中和剂发酵生产L-乳酸的方法，本发明以干酪乳杆菌为出发菌株，通过测定发酵液中的菌体浓度和L-乳酸含量比较采用CaCO3和氨水及其混合物调控pH值对L-乳酸发酵的影响。
文档编号C12R1/245GK102719495SQ20121025310
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月22日 优先权日2012年7月22日
发明者周雪琴 申请人:太仓市周氏化学品有限公司