用于淀粉糖发酵生产L-乳酸的双菌株及发酵方法和应用技术

本发明专利技术公开了用于淀粉糖发酵生产L

【技术实现步骤摘要】
用于淀粉糖发酵生产L
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乳酸的双菌株及发酵方法和应用


[0001]本专利技术涉及L
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乳酸发酵
，具体涉及用于淀粉糖发酵生产高纯度L
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乳酸的双菌株及发酵方法和应用。

技术介绍

[0002]传统的L
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乳酸发酵生产是采用乳酸杆菌发酵制成，主要以葡萄糖为原料，原料成本支出高，发酵产酸低，残糖高，使得L乳酸后续提取成本高，产品品质低，降低其在市场上的竞争力。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供用于淀粉糖发酵生产L
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乳酸的双菌株及发酵方法和应用。
[0004]根据本申请实施例提供的技术方案，耐高糖但不利用多糖的德式乳酸杆菌，该菌株是从糖蜜中筛选，通过紫外诱变驯化得到，于2014年6月18日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，名字：德式乳酸杆菌 Lactobacillus delbrueckii SZ01， 保藏编号为：CCTCC NO：M2014268，发酵温度为50℃
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55℃；记载于公开号为CN104178438A，名称为《一株适合于糖蜜发酵生产高纯度L
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乳酸的德式乳酸杆菌及发酵方法和应用》中；德式乳杆菌SZ01是一类革兰氏阳性菌，不形成芽孢，不运动，兼性厌氧。在琼脂平板上生长，形成边缘不光滑，不透明的菌落。能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等，不能利用木糖、乳糖、淀粉等。能将95％以上的糖转化为乳酸(副产物甚少)，是一株耐高温的真正乳酸菌，可广泛应用于乳酸发酵产业生产。
[0005]不耐高糖但能消耗多糖的凝结芽孢杆菌，该菌株是从玉米浆中筛选，并通过紫外诱变驯化得到，于2022年7月5日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，名字：凝结芽孢杆菌JFJY
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03，保藏编号为：CCTCC M 20221040，发酵温度为50℃
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55℃。
[0006]凝结芽孢杆菌：是一类革兰氏阳性菌；菌落中等大小，表面光滑湿润，不透明，稍皱褶，平坦，边缘不整齐；杆状；接触酶实验强阳性；氧化酶实验阴性。能利用多糖，生长温度为50℃
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55℃，可用于淀粉水解多糖的降解。
[0007]德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌发酵生产高纯度L乳酸的应用，包括利用常规方案使用德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌发酵生产L
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乳酸的应用，或是利用淀粉糖为原料之一，进行德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌发酵生产L
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乳酸的应用。
[0008]利用德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌利用淀粉糖发酵生产高纯度L乳酸的发酵方法，包括以下步骤： 1）德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌的活化 分别将德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌置于LB培养平板上，在50
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55℃的条件下于恒温培养箱，培养12
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24h活化；
LB培养平板上的LB培养基为：葡糖糖20g/L,酵母粉5g/L,蛋白胨10g/L,氯化钠5g/L，琼脂5g/L.2）双菌的种子液培养将位于LB培养平板上的德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌分别接种至装有100mL种子培养基的250mL三角烧瓶中，于150r/min，50℃条件下在摇床培养12
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24h，当种子液pH值将至4
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5，且在600nm下，检测种子液OD值为1.0
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1.5，即可认定摇瓶种子液培养完成；3）种子罐内德式乳酸杆菌种子液培养将培养完成的德式乳酸杆菌摇瓶种子液按5%
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10%的接种量接种至种子罐内，于150r/min，50℃条件下培养，pH设定为6.8，使用质量比为25%
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30%氢氧化钙溶液作为中和剂；4）德式乳酸杆菌上罐发酵将步骤3）制备的德式乳酸杆菌种子液按10%的接种量接种到发酵罐中，50℃培养，转速为150 r/min，pH设定为6.8，使用氢氧化钙溶液作为中和剂，进行发酵初培养；发酵罐内的发酵培养基为：淀粉糖（以淀粉糖内含葡糖糖计）230g/L，硫酸铵150 g/L,磷酸二铵0.5 g/L，硫酸锌0.5g/L；5）种子罐内凝结芽孢杆菌种子液培养将培养完成的凝结芽孢杆菌摇瓶种子液按5%
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10%的接种量接种至种子罐内，于150r/min，50℃条件下培养，pH设定为6.8，使用质量比为25%
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30%氢氧化钙溶液作为中和剂；6）凝结芽孢杆菌上罐发酵待步骤4）发酵液内葡萄糖的浓度降至初始葡萄糖浓度的三分之一时；将步骤5）制备的德式乳酸杆菌种子液按5%
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10%的接种量接种到步骤4）内的发酵罐中，55℃培养，转速为150 r/min，pH设定为6.8，使用氢氧化钙溶液作为中和剂，进行发酵培养，发酵完成后，发酵液内L乳酸光纯≥99.9%；L乳酸产酸≥17%；发酵残糖≤0.25%。
[0009]步骤2）、步骤3）和步骤5）的种子液培养基为：葡糖糖20g/L, 硫酸铵150 g/L,磷酸二铵0.5 g/L，硫酸锌0.5g/L。
[0010]综上所述，本申请的有益效果：本专利技术具有以下优势：1.使用两种菌株
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德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌，一种耐高糖，但自身不能利用多糖；另一种不耐高糖，但是能够消耗多糖；不同时段使用可耐23%的高糖，且发酵终了，L乳酸光纯≥99.9%、L乳酸产酸≥17%、发酵残糖≤0.25%，糖酸转化率达到97%
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99%，降低乳酸后续提取成本，提高产品品质；2.将两种菌株分别在发酵前期和中期接入到发酵罐内，一方面实现原料多糖的消耗，提高糖酸转化率，另一方面缩短发酵周期至28h
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32h，缩短了企业回收利益的时间；3.本专利技术采用淀粉糖作为发酵原料，降低原料成本支出，提高产品竞争力，增大收益。
附图说明
[0011]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本专利技术德式乳酸杆菌传代五次发酵生产L
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乳酸产量示意图；图2为本专利技术凝结芽孢杆菌传代五次发酵生产L
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乳酸结束后的残糖检测示意图；图3为本专利技术德式乳酸杆菌在不同初始糖浓度的发酵液中生产L
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乳酸产量示意图；图4为本专利技术凝结芽孢杆菌利用多糖发酵生产L
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乳酸后的残糖检测示意图；图5为本专利技术凝结芽孢杆菌耐糖性试验结果示意图；图6为本专利技术双菌发酵生产L
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乳酸发酵液内L
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乳酸含量及残糖含量示意图；图7为本专利技术双菌发酵产物的液相色谱(HPLC)光学纯度检测示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0013]需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.凝结芽孢杆菌，其特征在于：不耐高糖但能消耗多糖的凝结芽孢杆菌Bacillus coagulansJFJY
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03，保藏编号为：CCTCC M 20221040。2.利用权利要求1所述的双菌利用淀粉糖发酵生产L
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乳酸的发酵方法，其特征在于：包括以下步骤：1）双菌活化双菌为：耐高糖但不利用多糖的德式乳酸杆菌 Lactobacillus delbrueckii SZ01和不耐高糖但能消耗多糖的凝结芽孢杆菌JFJY
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03； 分别将德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌置于LB培养平板上，在50
±
5℃的条件下于恒温培养箱，培养24h活化；2）双菌的种子液培养将位于LB培养平板上的德式乳酸杆菌和凝结芽孢杆菌分别接种至装有100mL种子培养基的250mL三角烧瓶中，于150r/min，50℃条件下在摇床培养24h，当种子液pH值降至4.5
±
0.5，且在600nm下，检测种子液OD值为1.2
±
0.2，即可认定摇瓶种子液培养完成；3）种子罐内德式乳酸杆菌种子液培养将培养完成的德式乳酸杆菌摇瓶种子液按10%的接种量接种至种子罐内，于150r/min，50℃条件下培养，pH设定为6.8，使用质量比为25%
±
5%氢氧化钙溶液作为中和剂；4）德式乳酸杆菌上罐发酵将步骤3）制备的德式乳酸杆菌种子液按10%的接种量接种到发酵罐中，55℃培养，转速为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，涂孝翠，
申请(专利权)人：吉峰久业生物科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：