一种快速产D-乳酸培养基及制备方法与流程

本发明属于生物发酵，具体是一种快速产d-乳酸培养基及制备方法。

背景技术：

1、随着我国“双碳”目标的确立，中国掀起了绿色工业的浪潮，尤其是在可降解材料领域，一批明星产品脱颖而出。pla作为可将降解材料里的明星产品，因其采用l-乳酸聚合后形成聚乳酸是一种完全可降解的材料，但其也存在明显的缺陷，聚乳酸材料不耐高温，不耐腐蚀而限制了其发展，d-乳酸与l-乳酸是手性分子，虽然结构上一样，但是性质上存在明显差异，已有研究表明，在聚乳酸共聚的过程中，添加适量的d-乳酸，可以大大改善聚乳酸材料的性能，而且d-乳酸不仅在可降解材料方面有很大的用处，在可降解农药领域也是重要的中间体原料。

2、采用微生物发酵法生产d-乳酸，生产培养基产酸速度和产酸效率的高低是至关重要的一个环节。目前，对于可工业化生产产d-乳酸的菌种还比较少，专利文献报到的一般以乳酸杆菌为底盘菌，将d-乳酸脱氢酶通过基因工程手段导入到乳酸菌种，但是乳酸菌存在繁殖速度慢，营养需求高等不利因素，这既增加了工业生产的原料成本，又增加了时间成本。专利cn111378698b中所用的产d-乳酸的菌种为植物乳杆菌(lactobacillusplantarum)，其50l发酵罐中，发酵时间在40-55h，本发明专利制备的种子液接种至50l发酵罐，可将总发酵时间控制在30-40h。专利cn109401993b中产d-乳酸的菌种为肠膜明串珠菌(leuconostoc mesenteroides)，其种子液制备过程中，高营养的酵母粉占培养基的1％，种子液的发酵时间也在12-24h，并且制备的种子液接种至生产发酵培养基中，需要72-96h才能完成发酵，本发明专利中在种子液制备过程中，从活化到种子液完全采用低营养的无糖培养基，并且所用活化到种子液的培养时间均可控制在12h以内，将种子液接种至生产培养基中的发酵时间也控制在40h内即完成发酵，所用生产培养基也是低糖低营养。

3、纵观我国d-乳酸产业发展，还处在较少规模的工业化生产初期，国内大部分厂家采用的都是高营养长时间发酵的乳酸菌，并且菌种在工业化生产过程中套接，菌种性能不能长久稳定，传代次数有限，而且目前市场上生产d-乳酸的菌种大多数以乳酸菌为主，并且制备种子液时间长，生产发酵培养基菌体需要的发酵时间长，营养成分如酵母粉等添加量大，导致生成的时间成本和原料成本较大。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种快速产d-乳酸培养基及制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种快速产d-乳酸的菌种，所述菌种为大肠杆菌(pliith002)，保藏地址为中国典型培养物保藏中心武汉市武昌路珞珈山，保藏编号为cctccm 20221195。

4、一种d-乳酸的制备方法，所述制备方法为：先将大肠杆菌(pliith002)菌种制备成种子液，然后对制备而成的种子液进行扩培，最后将扩培后的种子液转接到装有发酵培养基的发酵罐内进行发酵，从而制得d-乳酸。

5、优选地，所述种子液的制备方法为：挑取一环大肠杆菌(pliith002)菌种，接种至lb液体培养基中，在37℃条件下培养12h，制得种子液。

6、优选地，所述种子液的扩培方法为：将制备好的种子液转接到发酵罐中，对种子液进行扩培，培养条件为：温度37℃、转速200rpm、培养时间12h。

7、优选地，所述发酵罐中发酵培养基的成分按重量份计包括：水82-88份、葡萄糖10-15份、磷酸二氢铵0.1-0.5份、磷酸氢二铵0.4-0.6份、氯化钾0.0075-0.0085份、酵母粉0.04-0.08份、甜菜碱0.013-0.016份、氯化钴0.00003份、氯化铜0.00003份、氯化锌0.00003份、钼酸钠0.00003份、硼酸0.00003份以及氯化锰0.00003份。

8、优选地，所述种子液在发酵罐内的接种过程为：将活化好的种子液通过火焰接种口转接到发酵罐中进行发酵，整个发酵过程不通气。

9、优选地，所述发酵罐的发酵环境为：温度：40℃，ph值：7.0±0.2，所述ph值通过氢氧化钙流加的方式进行控制。

10、一种d-乳酸，所述d-乳酸能够应用于制备可降解的聚乳酸树脂材料。

11、本发明的有益效果：

12、1、本发明首先从菌种活化以及种子液的扩培方式上进行了工艺流程的改进，在种子液的扩培上，采用套接的形式，可以减少在工业生产过程中从头制备种子液的时间，而且本发明工艺流程的套接方法还可以保持种子液一直处于高活性的状态，节约生产的时间成本。

13、2、本发明所采用的生产培养基为优化后的培养基，其主要优点在于所需的高营养成分酵母粉含量少，菌种发酵产d-乳酸时间快，解决了工业生产过程中酵母粉成本支出的减少，加快的工业生产的效率。

技术特征：

1.一种快速产d-乳酸的菌种，其特征在于，所述菌种为大肠杆菌(pliith002)，保藏地址为中国典型培养物保藏中心武汉市武昌路珞珈山，保藏编号为cctccm20221195。

2.根据权利1所述一种d-乳酸的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将大肠杆菌(pliith002)菌种制备成种子液，然后对制备而成的种子液进行扩培，最后将扩培后的种子液转接到装有发酵培养基的发酵罐内进行发酵，从而制得d-乳酸。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述种子液的制备方法为：挑取一环大肠杆菌(pliith002)菌种，接种至lb液体培养基中，在37℃条件下培养12h，制得种子液。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述种子液的扩培方法为：将制备好的种子液转接到发酵罐中，对种子液进行扩培，培养条件为：温度37℃、转速200rpm、培养时间12h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述发酵罐中发酵培养基的成分按重量份计包括：水82-88份、葡萄糖10-15份、磷酸二氢铵0.1-0.5份、磷酸氢二铵0.4-0.6份、氯化钾0.0075-0.0085份、酵母粉0.04-0.08份、甜菜碱0.013-0.016份、氯化钴0.00003份、氯化铜0.00003份、氯化锌0.00003份、钼酸钠0.00003份、硼酸0.00003份以及氯化锰0.00003份。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述种子液在发酵罐内的接种过程为：将活化好的种子液通过火焰接种口转接到发酵罐中进行发酵，整个发酵过程不通气。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述发酵罐的发酵环境为：温度：40℃，ph值：7.0±0.2，所述ph值通过氢氧化钙流加的方式进行控制。

8.根据权利要求2-8所制备的的一种d-乳酸，其特征在于，所述d-乳酸能够应用于制备可降解的聚乳酸树脂材料。

技术总结
本发明属于生物发酵技术领域，具体为一种快速产D‑乳酸培养基及制备方法，一种快速产D‑乳酸的菌种，所述菌种为大肠杆菌(Pliith002)，保藏地址为中国典型培养物保藏中心武汉市武昌路珞珈山，保藏编号为CCTCCM20221195；本发明首先从菌种活化以及种子液的扩培方式上进行了工艺流程的改进，可以减少在工业生产过程中从头制备种子液的时间，而且本发明工艺流程的套接方法还可以保持种子液一直处于高活性的状态，节约生产的时间成本。

技术研发人员：舒旭晨,李荣群,刘喆,余莉花,王倩萌
受保护的技术使用者：普立思生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13