凝结芽孢杆菌CICIMB1821发酵生产L_乳酸的研究_田康明
生物工程Vol.32,No.10,2011
2011年第10期凝结芽孢杆菌CICIMB1821发酵生产L-乳酸的研究田康明，石贵阳，王正祥*（江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江南大学生物资源与生物能源研究中心，江南大学中国高校工业微生物资源和信息中心，江苏无锡214122）摘要：凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans）CICIMB1821是一株实验室前期筛选获得的产L-乳酸的嗜热菌。该菌株在34~55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性，50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIMB1821能够在pH为5.0~7.5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIMB1821的快速生长，但会导致副产物的积累，而在不通氧的条件下该菌株也生长良好，同时产酸速率可高达5.63g/L·h。控制残糖浓度不高于10%的发酵条件下，发酵48h，可积累乳酸107.5g/L，副产物总和仅为1.05g/L，葡萄糖对乳酸的得率为97.5%，所产L-乳酸光学纯度高于99%。此外，高浓度葡萄糖发酵实验显示，该菌株可在高渗透压下利用20%葡萄糖发酵生产L-乳酸，发酵100h，可积累乳酸134g/L，副产物总和仅为1.12g/L，葡萄糖对乳酸的得率为92.0%。关键词：凝结芽孢杆菌，嗜热菌，L-乳酸，发酵生产StudyontheproductionofL-lactatebyBacilluscoagulansCICIMB1821TIANKang-ming，SHIGui-yang，WANGZheng-xiang*（CultureandInformationCenterofIndustrialMicroorganismsofChinaUniversities，CenterforBioresourceandBioenergy，JiangnanUniversity，Wuxi214122,China）Abstract：BacilluscoagulansCICIMB1821wasselectedforL-lactateproduction.Itsoptimalgrowthtemperatureandfermentationtemperaturewereprovedbothat50℃，andBacilluscoagulansCICIMB1821presentsgoodgrowthandfermentationcharacteristicsattemperaturerangefrom34℃to55℃.BacilluscoagulansCICIMB1821presentedgoodgrowthandfermentationcharacteristicsatpHrangefrom5.0to7.5.Theexistenceofoxygenwasprovedincreasingboththebiomassyieldandtheby-productconcentration.TheL-lacticacidpuritywasabove99%，theyieldfromglucosetolactatewas97.5%，andthetotalby-productamountwaslowerthan1.05g/liter，whilethelacticacidconcentrationwas107.5g/literduringthenooxygenflowingfermentationprocesswithglucoseconcentrationnomorethe10%.Whilefermentation20%glucosetolactate，andthetotalby-productamountwaslowerthan1.12g/liter，whilethelacticacidconcentrationwas134g/liter，andtheyieldfromglucosetolactaewas92%.Keywords：Bacilluscoagulans；thermophile；L-lactate；fermentation中图分类号：TS201.3文献标识码：A文章编号：1002-0306（2011）10-0245-05收稿日期：2010－10－28*通讯联系人作者简介：田康明（1985-），男，在读博士研究生，研究方向：发酵工学。基金项目：中非国际合作重点项目（2009DFA31300）。近年来，生物可降解聚合材料正在遍布日常生活和工业生产的方方面面。与石油来源的聚合材料相比，可降解、可再生的性能使得生物质的聚合材料需求量不断增加。而聚乳酸正是应用最广泛的生物质可降解聚合材料之一[1]。目前，90%的聚乳酸均由生物法发酵生产的乳酸加工聚合而成[2]。因此，建立高效的乳酸发酵生产工艺显得尤为重要。乳酸由L-乳酸和D-乳酸两种构型的单体组成。由于其构型不同，两种单体及其聚合材料的应用领域也有所差异。因此，工业生产中对乳酸的构型提出了越来越高的要求，特别是在食品和医药及相关领域，高光学纯度L-乳酸的应用更为广泛。传统的L-乳酸生产菌种为米根霉，但所产L-乳酸光学纯度不高，发酵温度较低，发酵工艺不易操作等不足限制了传统方法生产L-乳酸的发展[3]。嗜热菌用于L-乳酸的发酵生产则弥补了上述不足。凝结芽孢杆菌就是典型的代表。该菌种对营养成分要求不高，可以节约发酵成本；代谢快，可以缩短发酵周期；耐受温度高，可以减少发酵过程中对冷却水的消耗，同时也减少了染菌的可能。众多研究中已经实现了不灭菌的情况下直接发酵生245DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.10.038ScienceandTechnologyofFoodIndustry生物工程
2011年第10期产，大幅度降低了能耗[4]。本研究室前期筛选获得一株嗜热L-乳酸高产菌。为了进一步实现该菌株的推广应用，本研究从生长和发酵最适温度、pH、补料浓度、供氧情况等方面考察了该菌株的生长和发酵产酸的特性，并建立了高效的L-乳酸发酵工艺。1材料与方法1.1实验材料菌株来源BacilluscoagulansCICIMB1821，由江南大学中国高校工业微生物资源和信息中心（CICIM-CU，http://cicim-cu.jiangnan.edu.cn）提供；LB培养基（g/L）蛋白胨10，酵母膏5，NaCl10，pH7.0，添加琼脂2%即为固体培养基；种子培养基[5]（g/L）葡萄糖60，酵母膏10，蛋白胨10，无水MgSO40.25，轻质CaCO310，pH7.0~7.2（其中葡萄糖及碳酸钙单独灭菌）；发酵培养基（g/L）葡萄糖150，酵母膏10，蛋白胨2，无水MgSO40.25，轻质CaCO375，pH7.0~7.2（其中葡萄糖及碳酸钙单独灭菌）。1.2分批发酵实验1.2.1摇瓶实验种子平板培养采用LB培养基，50℃静置培养过夜。单菌落接种于液体种子培养基，250mL三角瓶中分装40mL种子培养基，50℃下200r/min培养6h，用于接种发酵培养基。乳酸发酵于250mL三角瓶中进行，每瓶分装40mL发酵培养基，用四层牛皮纸和保鲜膜将瓶口的纱布包扎住，50℃静置发酵60h。每隔6h取样测定菌体量、耗糖及产酸情况。每个参数设置三个平行实验，测定结果取平均值。考察温度对菌体生长和产酸影响时，由于不同温度下发酵液的挥发情况不同，产酸浓度值通过体积换算进行校正。如50℃发酵60h时实测浓度为35.0g/L，终体积为37mL，初始体积40mL，换算后浓度为：产酸浓度=35.0×37×100040×1000=32.4（g/L）1.2.2发酵罐放大实验1.2.2.1种子培养方式LB平板50℃静置培养过夜后，接单菌落于LB液体培养基，转速200r/min，50℃摇床过夜培养。500mL三角瓶中分装200mL种子培养基，5%接种量，50℃条件下，200r/min培养6h，用于发酵罐接种。1.2.2.2发酵培养基15L搅拌式发酵罐，初始装液量8L，罐上灭菌（121℃，20min）。葡萄糖单独灭菌后分批补加，控制补加后终浓度不高于10%，发酵结束残糖浓度不高于1%，总添加量根据具体实验要求确定。20%葡萄糖发酵实验，一次补加葡萄糖至终浓度20%。1.2.2.3其他发酵参数发酵温度50℃，调节pH至6.5，好氧阶段采用氨水调节，厌氧阶段采用25%的Ca（OH）2调节，好氧阶段控制DO值不低于30%，接种量为5%。1.3分析方法1.3.1菌体量的测定吸取0.5mL发酵液置于具塞刻度试管中，加1mL浓度为2mol/L的盐酸，将发酵液中过量的CaCO3或Ca（OH）2全部溶解，去离子水定容到所需刻度。以水为空白，于600nm处测定OD值,1OD相当于0.25g/L的细胞干重。1.3.2葡萄糖和L-乳酸的测定利用生物传感分析仪（SBA-40C，山东科学院生物研究所）测定残糖浓度和L-乳酸产量。1.3.3总乳酸和副产物的测定高压液相色谱法测定总乳酸产量。仪器：dionexp680，ShodexSUGARSH1011；柱温：50℃；流动相：0.01mol/LH2SO41mL/min；检测器：示差折光检测器。1.3.4光学纯度的测定高压液相色谱法测定L-乳酸的光学纯度。仪器：dionexp680，AstecCLC-L；柱温：24℃；流动相：5mmol/LCuSO41mL/min；检测器：dionexUVD170U；检测波长：254nm。1.3.5数据处理生长曲线的拟合、生长速率和比生长速率的计算均由绘图软件Origin8.0辅助完成。2结果与讨论2.1不同温度对BacilluscoagulansCICIMB1821生长和发酵产酸的影响考察了不同温度（34、37、42、45、50、55℃）对BacilluscoagulansCICIMB1821生长和发酵产酸的影响。对比图1中的数据可以看出，在不同的发酵温度下，菌体生长状况差异明显。随着发酵温度的升高，菌体的倍增时间逐渐缩短，但是55℃条件下菌体的倍增时间没有继续缩短而是增加到接近42℃时的倍增时间。通过对生长曲线拟合和进一步计算发现，42℃发酵温度下，菌体获得了最高的生长速率（见图2），而在37℃发酵温度下，菌体获得了最高的菌体量，最大比生长速率和最高的乳酸积累量则在50℃发酵温度下获得（见图3和表1）。菌体生长是一个复杂的过程，众多因素都影响着菌体的生长状况，如温度、pH、供氧强度、底物浓度、产物浓度等，其中温度的影响往往是比较显著的，菌体合成和代谢所依赖的各种酶都会受到温度的显著影响。M.V.Jones等人[6]研究了一株凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans）中在TCA循环中起关键作用的四种酶的热稳定性能，发现其中三种酶最适作用温度在60℃以上，而苹果酸脱氢酶的最适作用温度为43℃。这一结论可以从酶作用温度的角度为本研究中42℃发酵温度下菌体获得最大生长速率提供理论依据。M.V.Jones等人对比发现，四种酶55℃条件下的比酶活较30℃条件下高出三倍多；本研究中则发现，55℃发酵温度下菌体的最大比生长速率是34℃条件下的3.5倍，34℃发酵温度下菌体的倍增时间则是55℃条件下的3.1倍。发酵生产过程中，除了要考虑菌体生长的最适温度，还涉及到温度对产物合成的影响。对比乳酸产量的不同，确定50℃为后续研究的基础发酵温度。此外，对该菌株碳源利用情况的考察显示，BacilluscoagulansCICIMB1821可以利用葡萄糖和木糖进行乳酸的发酵生产，这为后续开发利用纤维素水解液发酵生产乳酸奠定了基础。而目前广泛使用的纤维素水解酶类在50℃条件下的酶活力是30℃条件下的三倍[7]。这也为选择50℃作为后续研究的基础发酵温246
胶冻样类芽孢杆菌菌粉的研制及功能菌株的存活性研究
胶冻样类芽孢杆菌菌粉的研制及功能菌株的存活性研究
张爱民;李乃康;曹丹丹;张璐琳
【摘 要】针对应用较为广泛且增产效果稳定的胶冻样类芽孢杆菌在实际生产过程中存在的发酵有效活菌数低、液体制剂运输不便及保存周期短等问题,筛选出耐高渗透压胶冻样类芽孢杆菌HB-02菌株,并利用该菌株芽孢耐高压、耐高温等特点,采用喷雾干燥方法研制出胶冻样类芽孢杆菌菌粉.试验研究了该菌株发酵液的喷雾干燥处理工艺,结果在入料流量0.75 t/h、通风量20 m3/min、进风温度150℃条件下,3批次喷雾干燥菌粉平均含菌量达到265.1×108 cfu/g,收率达到81.3％,成功研制出高含量胶冻样类芽孢杆菌HB-02菌株菌粉.通过该胶冻样类芽孢杆菌在不同复合微生物肥料中的存活性研究,结果表明在w(N+P2 O5+K2 O)达到30％、室温保存120 d的情况下,胶冻样类芽孢杆菌在复合微生物肥料中的存活率为89.8％,为该菌株与化肥的有机结合以生产复合微生物肥料提供了理论依据.
【期刊名称】《化肥工业》
【年(卷),期】2019(046)003
【总页数】5页(P1-5)
【关键词】胶冻样类芽孢杆菌;喷雾干燥;菌粉;复合微生物肥料
【作 者】张爱民;李乃康;曹丹丹;张璐琳
【作者单位】河北大学生物技术研究中心 河北保定 071051;河北大学生命科学学院 河北保定 071051;河北大学生物技术研究中心 河北保定 071051;苏州工业园区报关有限公司 江苏苏州 215000 【正文语种】中 文
【中图分类】S182
胶冻样类芽孢杆菌是一种能够分解硅酸盐矿物的细菌，因此一些学者将其称为硅酸盐细菌。由于该菌株具有分解钾长石、云母等铝硅盐类原生质态矿物的能力，使土壤中的不溶性K、P、Si等转变为可溶性元素供植物利用，同时还可产生多种生物活性物质以促进植物生长，因而其在农业上获得了广泛应用。除此之外，该菌株还广泛应用于采矿、冶金、制药等领域[1]。
枯草芽孢杆菌液态发酵的研究
枯草芽孢杆菌液态发酵的研究
李情敏;何名芳;张凤英;张超凤;陈卫平
【摘 要】该研究选取了一株从无花果中分离出的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)作为试验菌株,它可以产生抗逆性强的芽孢,非常适合应用于益生菌饲料加工生产.在单因素试验基础上,进行L9(33)正交试验,获得芽孢产量高、原料成本低廉的液态发酵培养基最佳配方为碎米水解液6％、酵母粉0.7％、KH2PO40.5％;对该菌的摇瓶发酵条件进行了初步研究,确定了液态发酵的最佳条件为pH值为5,温度37℃,接种量6％,转速200 r/mm,培养时间19h.在此最佳培养基配方及发酵条件下,发酵液OD600mm值可达7.38.
【期刊名称】《中国酿造》
【年(卷),期】2016(035)002
【总页数】5页(P43-47)
【关键词】枯草芽孢杆菌;液态发酵;培养基配方;培养条件;优化
【作 者】李情敏;何名芳;张凤英;张超凤;陈卫平
【作者单位】江西农业大学食品科学与工程学院,江西南昌330045;赣州农业学校食品教研组,江西赣州341100;江西农业大学食品科学与工程学院,江西南昌330045;江西农业大学食品科学与工程学院,江西南昌330045;江西农业大学食品科学与工程学院,江西南昌330045
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ920.6 益生菌的生理功能有很多，最重要的是可以促进肠道有益微生物的繁殖，降低病原菌数量，提高机体免疫的功能［1］。益生菌制剂以无毒、无残留、无副作用、不污染环境等优点，使其成为了有效的抗生素替代物，在防治动植物疾病，促进机体发育，延缓人类衰老等方面被人们广泛使用［2］，并成为生态循环农业中的一个重要纽带。由于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）可形成抗逆性极强的芽孢，在稳定性方面具有先天优势，且枯草芽孢杆菌是我国农业部和美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）允许作为饲料添加剂的菌种［3-4］，其可以产生抑菌活性物质［5-6］，也可以作为一种理想的抗生素替代物。最近还有文献报道枯草芽孢杆菌对马铃薯辣椒等蔬菜疫病具有很好的防治效果［7-10］。
解淀粉芽孢杆菌中脂肽的生物合成、抑菌机理及应用的研究进展
罗晓娇，孙静，陆颖健. 解淀粉芽孢杆菌中脂肽的生物合成、抑菌机理及应用的研究进展[J]. 食品工业科技，2022，43（19）：
462−470. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021100259
LUO Xiaojiao, SUN Jing, LU Yingjian. Research Progress in the Biosynthesis, Antimicrobial Mechanism, and Application of
Lipopeptides in Bacillus amyloliquefaciens[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(19): 462−470. (in Chinese with
English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021100259
· 专题综述 ·
解淀粉芽孢杆菌中脂肽的生物合成、
抑菌机理及应用的研究进展
罗晓娇，孙 静，陆颖健*
（南京财经大学食品科学与工程学院，江苏南京 210023）
摘 要：解淀粉芽孢杆菌常作为有益菌广泛应用于食品的生物防治，其中主要的抗菌物质为脂肽类。这些抗菌脂肽具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等生物活性，同时具有安全、广谱、高效、无毒、在体内易分解等优点。因此，解淀粉芽孢杆菌及其脂肽类代谢产物可广泛应用于农作物的生物防治、瓜果蔬菜的保鲜防腐以及采后的微生物防治等，具有巨大的开发应用前景。本文主要从解淀粉芽孢杆菌中脂肽类物质的类型、生物合成、抑菌机制及其应用前景等方面进行论述。
关键词：解淀粉芽孢杆菌，脂肽，生物合成，抑菌机理
本文网刊: 中图分类号：TS201.3 文献标识码：A 文章编号：1002−0306（2022）19−0462−09DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2021100259
重构枯草芽孢杆菌的木糖代谢通路生产乙醇酸
64 食品安全导刊 2024年3月（上）分析检测
重构枯草芽孢杆菌的木糖代谢通路生产乙醇酸
纪明华
（上海青瑞食品科技有限公司，上海 200000）
摘 要：本研究旨在获得一株可利用麸皮生产乙醇酸的食品安全菌。通过同时过表达xdh和yjhG，构建
了基因工程菌XDH-YjhG，该菌株能够利用麸皮生产乙醇酸，产量为3.15 g·L-1。本研究首次证明了可利用麸皮作为碳源生产乙醇酸，为乙醇酸的工业化生产奠定了基础。关键词：枯草芽孢杆菌；麸皮；乙醇酸
Reconstructing the Xylose Metabolic Pathway of Bacillus
subtilis to Produce Glycolic Acid
JI Minghua(Kinry Food Ingredients Co., Ltd., Shanghai 200000, China)Abstract: This study aims to obtain a food-safe bacterium capable of utilizing wheat bran to produce acetic
acid. By co-overexpressing xdh and yjhG, a genetically engineered strain XDH-YjhG was constructed, which could use wheat bran to produce acetic acid with a yield of 3.15 g·L-1. This study is the first to demonstrate the use of wheat bran as a carbon source for the production of acetic acid, laying the foundation for the cost-effective industrial production of acetic acid.Keywords: Bacillus subtilis; wheat bran; acetic acid
利用一株凝结芽孢杆菌发酵酸解玉米秸秆生产乳酸
悦澡蚤灶葬月则藻憎蚤灶早圆园19Vol.38晕燥援7杂藻则蚤葬造晕燥援329
乳酸是一种重要的有机酸，以乳酸为单体合成的聚乳酸生物塑料被认为是石化塑料的最佳替代品之一，利用可再生生物质生产乳酸可实现资源绿色循环应用[1]。我国是农业大国，玉米秸秆资源丰富，利用玉米秸秆生物炼制乳酸，不但可以降低原料成本、实现农业废弃物绿色利用，而且可以解决秸秆丢弃、焚烧造成的环境污染问题[2-3]。微生物是生物炼制的主要参与者，根霉菌和乳酸细菌是研究最多的乳酸生产菌。刘占英等[4]对一株可直接降解纤维素生产乳酸的粪肠球菌（）进行紫外诱变育种，该菌株可利用玉米秸秆获得0.63g/L乳酸。李鑫等[5]以米根霉（）为菌种，生物转化经汽爆和碱处理后玉米秸秆酶解液（含有葡萄糖100g/L），最终获得69.15g/L乳酸。对乳酸生物炼制过程优化可降低生产成本，提高乳酸生产效率。王刚等[6]使用左旋乳酸芽孢杆菌W-1开展了玉米秸秆同步糖化发酵（simultaneoussaccharificationandfermentation，SSF）产乳酸研究，在90g/L葡萄糖基质中添加高温蒸煮的玉米秸秆和纤维素酶300U/L，经过6d发酵可获得72g/L乳酸。陈晓佩等[7]对米曲霉进行细胞固定化处理，将浓缩的玉米秸秆酸爆液（含有葡萄糖60g/L）转化为乳酸36.4g/L，糖酸转化率63.5%。目前，利用秸秆生物炼制乳酸存在菌种适应性差、原料利用率低、糖酸转化率低等技术难题，尚未实现工业化生产[8]。针对上述问题，本研究以一株凝结芽孢杆菌（）为菌种，开展玉米秸秆生物炼制乳酸研究。借助该菌株高温发酵、己糖/戊糖高效利用等特点，以期建立一种利用酸解玉米秸秆发酵生产乳酸新工艺。1材料与方法1.1材料与试剂玉米秸秆：采集于河北省保定市东金庄村农田；纤维素酶（25FPU/mL）：宁夏夏盛集团；-葡萄糖苷酶（593CBU/mL）：丹麦诺维信公司；葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和纤维二糖（纯度均为99%），-乳酸钠（纯度98%）：阿拉丁公司；其余化利用一株凝结芽孢杆菌发酵酸解玉米秸秆生产乳酸倪志华袁张玉明*渊河北大学生命科学学院袁河北保定071002冤摘要：该研究拟考察凝结芽孢杆菌（）利用玉米秸秆生物炼制乳酸的效果。以凝结芽孢杆菌CGMCCNo.7635为菌种，利用2%硫酸预处理后的玉米秸秆为碳源、20g/L酵母粉为氮源，添加20FPU/g纤维素酶后开展糖化发酵生产乳酸实验。结果表明，发酵65h后可获得乳酸含量为（38.38依1.03）g/L，其中-乳酸光学纯度为（99.23依0.22）%。进一步使用补料发酵工艺，添加经预处理的玉米秸秆，可最终获得乳酸含量为（82.56依1.28）g/L。建立的玉米秸秆生物炼制乳酸工艺操作简单、产物浓度高，具有工业应用潜力。关键词：乳酸；玉米秸秆；生物炼制；木质纤维素；凝结芽孢杆菌中图分类号：TQ921.3文章编号：0254-5071（20员9）07-0044-04doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2019.07.009引文格式：倪志华，张玉明.利用一株凝结芽孢杆菌发酵酸解玉米秸秆生产乳酸[J].中国酿造，2019，38（7）：44-47.NIZhihua,ZHANGYuming*Tostudytheeffectoflacticacidbiorefineryfromcornstalkby,usingCGMCCNo.7635asstrain,cornstalkpretreatedbysulfuricacid2%ascarbonsource,andyeastextract20g/Lasnitrogensource,thelacticacidwasproducedbysimultaneoussac-charificationandfermentationtestsafteradding20FPU/gcellulose.Theresultsshowedthatthelacticacidproductionwas(38.38依1.03)g/Lafterfer-mentationfor65h.Amongthem,theopticalpurityofL-lacticacidwas(99.23依0.22)%.Byfed-batchfermentationprocesswithaddingpretreatedcornstalk,thelacticacidproductionwas(82.56依1.28)g/L.Theestablishedbiorefinerylacticacidprocessfromcornstalkhadsimpleoperation,cticacid;cornstalk;biorefinery;lignocellulose;
米根霉发酵生产L乳酸
第３０卷第３期
２０００年９月工业微生物
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙＶ０１．３０Ｎｏ，３
Ｓｅｐｔ．２０００
米根霉发酵生产Ｌ一乳酸
虞东胜，周晓燕，王健，王勤，田文阳
（上海市工业微生物研究所，上海２００２３３）
摘要报道了Ｌ一乳酸菌株的分离与筛选，探讨了不同碳源、氮源、通气量、温度等
发酵条件对产Ｌ－乳酸的影响。从７８株米根霉中筛选出１３株产。乳酸较高的菌株，
其中米根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｏｒｙｚａｅ）Ｒｓ９２８产卜乳酸最高，产酸最稳定。试验结果表明，该
菌株最适发酵培养基组成（％）：淀粉水解糖１６，ＭｇＳ０４０．０８，ＫＨ２Ｐ０４０．０５，ＺｈＳ０４
０．０１，ＣａＣ０３７，ｐＨ自然。在６０ｔ发酵罐中，当总糖平均浓度为１７４９／Ｌ时，５罐平均
产Ｌ．乳酸１４０ｇ／Ｌ，对糖转化率８０．４％，发酵周期６１ｈ，Ｌ－乳酸纯度９７．９％。
关键词：米根霉Ｌ－乳酸发酵
乳酸是一种重要的食用有机酸。人和哺
乳动物体内存在的乳酸全是Ｌ一型的，它直接
参与代谢，并且能迅速地转化成肝糖，全部被
吸收。从人体营养及代谢的角度来看应服用
Ｌ－乳酸。世界卫生组织建议限制使用Ｄｊ乳
酸含量高的产品，尤其是生产婴幼儿营养食
品应避免使用Ｄ一或ＤＬ一混合乳酸。故国外
对Ｌ－乳酸的研究和生产十分重视，现在世界
总产量已达１０万ｔ以上。利用根霉发酵生
产Ｌ－乳酸，与细菌发酵相比，具有发酵快、菌
体生长营养要求简单、可以使用无机氮源、发
酵液含杂质较少等优点。因此，国内目前全
部采用此方法生产Ｌ一乳酸。然而，发酵转化
率较低是其一大缺点。用米根霉ＲＳ９２８菌株
发酵生产Ｌ－乳酸不但能提高对糖转化率，而
且不会产生其它有机酸，是较理想的生产菌
株。
１材料与方法
１．１材料
１．１．１菌种：米根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓｏｒｙｚａｅ）Ｒｓ９２８，
本所分纯选育和保藏。
１．１．２斜面培养基：马铃薯汁培养基。
作者简介：虞东胜（１９６５－－），男，大学，工程师。
‘－——４・－——１．１．３分离纯化培养基：察氏培养基。
凝结芽孢杆菌CICIMB1821发酵生产L-乳酸的研究
凝结芽孢杆菌CICIMB1821发酵生产L-乳酸的研究
凝结芽孢杆菌CICIM B1821发酵生产L-乳酸的研究
田康明，石贵阳，王正祥*
【摘要】凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CICIM B1821是一株实验室前期筛选获得的产L－乳酸的嗜热菌。该菌株在34～55℃范围内均表现出良好的生长特性和产酸特性，50℃时获得最高的比生长速率和最大的乳酸积累量。CICIM B1821能够在pH为5.0～7.5的范围内保持高的菌体活性。氧气的存在有利于CICIM B1821的快速生长，但会导致副产物的积累，而在不通氧的条件下该菌株也生长良好，同时产酸速率可高达5.63g/L·h。控制残糖浓度不高于10%的发酵条件下，发酵48h，可积累乳酸107.5g/L，副产物总和仅为1.05g/L，葡萄糖对乳酸的得率为97.5%，所产L－乳酸光学纯度高于99%。此外，高浓度葡萄糖发酵实验显示，该菌株可在高渗透压下利用20%葡萄糖发酵生产L－乳酸，发酵100h，可积累乳酸134g/L，副产物总和仅为1.12g/L，葡萄糖对乳酸的得率为92.0%。
【期刊名称】食品工业科技
【年(卷),期】2011(000)010
【总页数】5
【关键词】凝结芽孢杆菌，嗜热菌，L－乳酸，发酵生产
近年来，生物可降解聚合材料正在遍布日常生活和工业生产的方方面面。与石油来源的聚合材料相比，可降解、可再生的性能使得生物质的聚合材料需求量不断增加。而聚乳酸正是应用最广泛的生物质可降解聚合材料之一[1]。目前，90%的聚乳酸均由生物法发酵生产的乳酸加工聚合而成[2]。因此，建立高效的乳酸发酵生产工艺显得尤为重要。乳酸由L－乳酸和D－乳酸两种构型的单体
透性化干酪乳杆菌细胞转化苯丙酮酸合成苯乳酸
第29卷第2期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.2 Vol.29 2015 年 4 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Apr . 2015 文章编号：1003-9015(2015)02-0495-06 透性化干酪乳杆菌细胞转化苯丙酮酸合成苯乳酸 摘 要：苯乳酸是由乳酸菌属等微生物代谢合成的一种新型食品防腐剂。今利用透性化干酪乳杆菌(Lactobacillus casei B3)细胞转化苯丙酮酸，合成得到了苯乳酸，并通过单因素实验和正交实验，确定了适宜的转化条件，即：干酪乳杆菌在−20℃冷冻6 h后用于转化，苯丙酮酸浓度为8 g⋅L−1，葡萄糖浓度为14 g⋅L−1，菌浓度为100 g⋅L−1，pH值为8.0，温度为35℃，转速为75 r⋅min−1，转化时间为4 h；优化条件下苯乳酸的收率达65.5%，转化液中苯乳酸浓度达到了5.3 g⋅L−1。 关键词：苯丙酮酸；苯乳酸；透性化；干酪乳杆菌 中图分类号：TS201.2 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2015.02.039 朱银龙, 贠军贤, 沈绍传, 姚克俭 (浙江工业大学 化学工程学院 绿色合成技术国家重点实验室培育基地, 浙江 杭州 310032) Biotransformation of Phenylpyruvic Acid into Phenyllactic Acid with Permeabilized Lactobacillus Casei Cells ZHU Yin-long, YUN Jun-xian, SHEN Shao-chuan, YAO Ke-jian (State Key Laboratory Breeding Base of Green Chemistry Synthesis Technology, College of Chemical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China) Abstract: Phenyllactic acid is a novel food preservative produced by some strains of lactic acid bacteria. In this work, phenyllactic acid was synthesized from phenylpyruvic acid with permeabilized Lactobacillus casei B3 cells. The biotransformation process was optimized by single factor and orthogonal experiments, which resulted in an optimized transformation condition as 6 h freezing time for the L. casei B3 cells at −20℃ with phenylpyruvic acid concentration of 8 g⋅L−1, glucose concentration of 14 g⋅L−1, cell concentration of 100 g⋅L−1, pH value of 8.0, temperature of 35℃ and shaking rate of 75 r⋅min−1 for 4 h. The phenyllactic acid yield (defined as the molar ratio of the final phenyllactic acid to the substrate phenylpyruvic acid in the broth) was 65.5% and the phenyllactic acid concentration reached to 5.3 g⋅L−1 under such conditions. Key words: phenylpyruvic acid; phenyllactic acid; permeabilized; Lactobacillus casei 1 前 言 苯乳酸(phenyllactic acid, PLA)，也称3-苯基乳酸或2-羟基-3-苯基丙酸，可以由许多微生物产生[1,2]，特别是乳酸菌[3~6]，也存在于天然蜂蜜中[7]。苯乳酸具有溶解性好，较宽的pH范围和热稳定性好的优点，能抑制腐败菌、致病菌以及真菌的感染，是一种新型的天然防腐剂，在食品行业中有广阔的前景[1,3,8,9]。苯乳酸是丹参素的衍生物之一，可以抑制血小板凝集[10]，调节人体内类固醇水平[11]，合成降血糖制剂Englitazone[12]，合成抗HIV试剂[13]等。苯乳酸的合成主要有化学合成和生物合成，化学合成存在环境污染、技术复杂、反应条件苛刻等局限性[14,15]。生物合成苯乳酸具有反应条件温和、无污染、成本低等优点，而乳酸菌是被公认为安全(Generally recognized as safe, GRAS)的微生物，较容易储存和工业化，所以， 收稿日期：2013-09-27；修订日期：2013-12-20。 基金项目：浙江省自然科学基金重点项目(LZ14B060001)；科技部中欧政府间国际合作专项项目(1017)。 作者简介：朱银龙(1989-)，男，浙江嵊州人，浙江工业大学硕士生。通讯联系人：贠军贤，E-mail：**************.cn496 高 校 化 学 工 程 学 报 2015年4月 近年来乳酸菌合成苯乳酸已成为了研究重点[16~22]。 目前，苯丙氨酸(phenylalanine, Phe)转化生成苯乳酸的产量较低，其转化途径为苯丙氨酸↔苯丙酮酸→苯乳酸(见图1)，由于转氨反应是其限制步骤[17,18]，而苯丙酮酸(phenylpyruvic acid, PPA)代替苯丙氨酸可以使苯乳酸的产量大幅度提升[19,20]。本实验室从泡菜中筛选得到一株干酪乳杆菌(Lactobacillus casei B3)，可以合成苯乳酸。本文通过冷冻透性化细胞法，在缓冲液体系中对苯丙酮酸转化合成苯乳酸的条件进行优化，以提高苯乳酸的产量及收率。 图1 乳酸菌转化苯丙氨酸为苯乳酸的途径 Fig.1 Pathway for PLA production from Phe by Lactobacillus strains 2 材料和方法 2.1 材料 2.1.1 菌种和培养基 菌种：干酪乳杆菌(L. casei B3)由本实验室从泡菜中筛选得到，并保藏在本实验室及中国典型培养物保藏中心(CCTCC AB 2013357)。 肉汤培养基(MRS培养基)：葡萄糖20 g⋅L−1，蛋白胨10 g⋅L−1，酵母膏5 g⋅L−1，牛肉膏10 g⋅L−1，柠檬酸二胺2 g⋅L−1，无水乙酸钠5 g⋅L−1，硫酸锰0.25 g⋅L−1，硫酸镁0.58 g⋅L−1，吐温80 1 mL⋅L−1，磷酸氢二钾2 g⋅L−1。 平板培养基：在MRS培养基中加入质量分数3%的碳酸钙和2%的琼脂。 2.1.2 主要试剂和仪器 苯乳酸、苯丙酮酸、苯丙氨酸、色谱甲醇，购自Sigma公司(USA)；色谱三氟乙酸，购自阿拉丁试剂(上海)；葡萄糖、蛋白胨、酵母膏、琼脂，购自生工生物工程有限公司(上海)；其他均为国产分析纯试剂。生化培养箱，上海博讯实业有限公司；摇床，太仓华利达实验设备有限公司；TG16-WS台式高速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；超纯水系统(Milli-Q Synthesis)，Millipore(USA)；高效液相色谱系统(HPLC，1260 Infinity)，Agilent(USA)。 2.2 方法 2.2.1 培养方法 从平板培养基上挑取生长良好的单菌落，接种于20 mL的MRS培养基中活化12 h，以2%(V/V)接种量再移至一定体积的MRS培养基中，在30℃下静置培养24 h后离心(8000×g 15 min)，洗涤两次后用于转化反应。 2.2.2 透性化细胞转化方法 在50 mL的锥形瓶中，将葡萄糖、苯丙酮酸、缓冲液和冷冻透性化后的细胞按一定比例配成5 mL的反应液，在一定pH、温度及转速下反应一定时间，离心，取上清液测苯乳酸含量。 2.2.3 苯乳酸的测定 HPLC条件：Agilent 1260 infinity 液相色谱系统，DAD 检测器(G1315D)，Agilent Zorbax SB-C18 色谱柱(4.6 mm×150 mm，5 μm)；水+0.05%三氟乙酸(A)和甲醇+0.05%三氟乙酸(B)为流动相，梯度洗脱：0~20 min时候B由10%线性变化为100%，20~23 min保持100%，23~25 min线性降为10%；流速1 mL⋅min−1，检测波长210 nm，柱温30℃。所有标准品和样品在进样前均用0.22 µm微孔滤膜过滤，进样量20 µL。 第29卷第2期 朱银龙等：透性化干酪乳杆菌细胞转化苯丙酮酸合成苯乳酸 497
解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens的研究进展
解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）的研究进展
解淀粉芽孢杆菌(Bacillus
amyloliquefaciens)的研究进展
生物技术
解淀粉芽孢杆菌(Bacillus.mylolique~aciens)
的研究进展
车晓曦1,2李校望
(1吉林农,I大学,长春130118;2教育部生物反应器与药物开发_丁程研究中心,长
春130118)
摘要近年对解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamylolique~ciens)的研究与探索越来越多,由
于其自身具有广泛地抑制真菌
与细菌的能力,因而成为具有生物农药开发潜力的微生物.文章对近几年关于解淀
粉芽孢杆菌的新发现与新应用,基因
功能与分子研究方法的探索,发酵条件与培养基配方的研究进行了总结.
关键词解淀粉芽孢杆菌;新发现;新应用;基因功能;分子研究方法;发酵条件:发酵
培养基培养
中图分类号S182文献标志码B TheResearchonDevelopmentofBacillusamylotiquefaciens
CheXiaoxiLiXiaokun
AbstractBacillusamyloliquefacienshadbeenresearchedandexploredmoreandmorewidel
ywiththeabilityto
inhibitfungiandbacteriatherebyitbecomingapotentialmicrobialbio—
pesticidesinrecentyears.Articleswas
summarizedontheBacillusamyloliquefaeiensanewdiscovm~andnewapplications,genef
unctionandmolecular
researchmethodsofexploration,fermentationconditionsandmediumformulationoftheres
凝结芽孢杆菌益生机制及应用研究进展
凝结芽孢杆菌益生机制及应用研究进展
郭庆丰;陈林;马经纬
【摘 要】益生菌凝结芽孢杆菌是近年来国内外学者的研究热点,不仅具有益生菌的调节肠道内菌群平衡、促进营养物质代谢和利用、提高免疫力等保健特性,更重要的是具有耐高温、耐酸和耐胆盐等高抗逆性特点.凝结芽孢杆菌作为新型微生态制剂,在畜牧业、水产养殖业、医药、保健和食品行业已广泛应用.主要对凝结芽孢杆菌概况、生物学特性、益生作用机理、安全性、微生态制剂及临床应用等方面研究进展进行概述.
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2018(039)018
【总页数】6页(P208-213)
【关键词】凝结芽孢杆菌;益生菌;微生态制剂;临床应用
【作 者】郭庆丰;陈林;马经纬
【作者单位】黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063;黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063;黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063
【正文语种】中 文
益生菌是指一类服用足够数量能够对宿主健康有益的活性微生物，其主要作用在于其进入肠道后能够维持肠道菌群的平衡，促进有益菌的繁殖和抑制致病菌生长，因此对人体健康有益[1-2]。凝结芽孢杆菌既能像乳酸菌和双歧杆菌具有益生作用，又具有芽孢菌的抗逆性强、耐高温高压和易贮藏等优点，能够改善肠道菌群结构、调节肠道功能紊乱、维持肠道内菌群平衡和提高机体免疫水平、促进营养物质代谢和利用，是近年来研究的热门菌种。本文主要对凝结芽孢杆菌概况、生物学特性、益生作用机理、安全性、微生态制剂及临床应用研究等方面进行综述。
1 凝结芽孢杆菌概况
1915年，Hammer[3]首次从凝结的变质牛奶中分离出凝结芽孢杆菌（B.coagulans），1932 年，Sarles等[4]对凝结芽孢杆菌进行了详细描述，同年，Horowitz-Wlassowa和Nowotelnow首次用芽孢乳酸菌（Lactobacillus