固定化乳酸菌发酵产L-乳酸的研究与应用
Immobilized Lactobacillus Fermentation L-Lactic Acid Study and Application
本文以干酪乳杆菌lactobacillus casei为研究对象,首先对L-乳酸的定量方法进行了研究,建立了毛细管电泳法测定发酵液中L-乳酸的最佳条件.以干酪乳杆菌的原生质体为材料,采用紫外和激光双因子诱变剂,结合代谢调控手段对lactobacillus casei进行诱变选育,对诱变后的突变株ZZ-06进行生理生化特性考察、关键酶酶活测定及遗传稳定性研究.采用响应面法对ZZ-06发酵培养基和培养条件进行优化.对ZZ-06细胞进行包埋法固定,并优化其固定化条件.利用扫描电镜对制备的ZZ-06固定化细胞胶珠小球进行微观层次上观察,以验证包埋效果,并将其投入到L-乳酸发酵生产实验中,考察其产酸性能.最终,将固定化ZZ-06细胞投入到酱油发酵实验中,考察其在酱油中产酸性能,以期望日后能够用于实际酱油生产.采用毛细管电泳法对L-乳酸进行测定,对毛细管电泳操作条件和缓冲液体系进行优化.当分离电压为-21KV,温度为20℃,检测波长为254 nm,采用pH值为7.5的5mmol/L邻苯二甲酸氢钾与0.6mmol/L CTAB混合溶液作为缓冲液体系运行,L-乳酸的分离效果最好;线性方程为Y=02389X+2.778;在50~1000μg·mL-1浓度范围内,R2=0.9996,表明该方程呈现良好的线性关系,样品平均加标回收率高于99.7%.运用紫外和激光复合诱变干酪乳杆菌原生质体并结合代谢调控手段进行高产菌株选育,得到一株高产菌株ZZ-06.采用响应面法对ZZ-06进行发酵条件和培养基优化,得到最优条件为:葡萄糖110g/L,MnSO4·4H2O 0.279831g/L、酵母膏17.9882g/L、麦芽汁33.9029 ml/L,MgSO4·7H2O 0.6g/L, CaCO3 50g/L,菌龄14h,接种量8%;ZZ-06的最适生长温度和发酵温度分别为38℃和43℃.选择出最适合用于固定化乳杆菌ZZ-06的包埋材料为海藻酸钠.采用响应面法对固定化条件进行优化,最优制备条件为:海藻酸钠3.44g/L、氯化钙1.45g/L、交联时间13.9h,理论预测L-乳酸产量为107.84g/L.对该模型进行6次验证性实验与理论预测值相差不大,表明该模型可以较好地预测实际ZZ-06固定化效果.用扫描电镜对最优固定化条件制备的胶珠小球进行观察,从微观层次上验证固定化干酪乳杆菌ZZ-06效果显著.同时对最优固定化条件制备的胶珠小球进行发酵稳定性实验,连续生产多次,产物无明显减少.将固定化乳酸菌添加到酱油发酵实验中,固定化乳酸菌能够在未经巴士灭菌的酱油原油中产酸,在较低温度下也能够发酵产L-乳酸,选择10%的接种量较为合适,对于以后酱油实际生产具有较好的指导意义.
- 作者：
- 仲松
- 学位授予单位：
- 安徽工程大学
- 专业名称：
- 微生物
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 张庆庆
- 中图分类号：
- TQ921.3
- 关键词：
- 干酪乳杆菌；L-乳酸；毛细管电泳；复合诱变；固定化
- Lactobacillus casei；L-lactic acid；capillary electrophoresis；compound mutagenesis；Immobilized