米根霉深层发酵甘薯淀粉制备L-乳酸工艺研究

本文以资源丰富的甘薯淀粉为碳源，采用米根霉液体深层发酵，研究获得高品质L-乳酸最适制备工艺条件，为L-乳酸规模化生产提供依据，为聚L-乳酸的生成提供可靠来源。 通过摇瓶试验确定了米根霉AS3．819的最佳培养条件，在此基础上进行了10L罐发酵培养，并探索了两种固定化发酵的方法。试验研究的主要结论如下： 1．摇瓶发酵最佳培养基（％）：甘薯淀粉15，（NH4）2SO4 0.4，KH2PO4 0.03，ZnSO4·7H2O 0.044，MgSO4·7H2O 0.025。最佳培养条件为32℃，摇床转速220 r／min，装液量100mL／500mL三角瓶，发酵16h后一次性添加CaCO370g/L（单独灭菌）。在最适发酵条件下，该菌株的摇瓶发酵L-乳酸累积量可达120g/L，对原淀粉转化率为80％，最高生物量达6.5g/L。 2．从罐体溶氧入手，采用调节通气流量，搅拌转速等参数，通过对该菌株产L-乳酸的10L罐发酵试验研究，探索出了10L罐优化培养条件为：6L发酵液／罐，搅拌转速在发酵前期控制在400 r／min左右，在发酵后期控制在650r／min左右，通气流量在发酵前期控制约0.6 L／（L·min），发酵后期控制约0.5 L／（L·min），溶氧控制在80％～95％，发酵温度33℃～31.5℃，利用流加碳酸钙来控制pH值5.0～5.5，消泡剂的添加采用在发酵初期加0.01％和第30h开始逐步流加0.1％。在此发酵条件下，该菌株的罐发酵L-乳酸累积浓度可达102.54 g/L，最高生物量达7.2 g／L，发酵周期70 h。 3．用米根霉发酵甘薯淀粉制备L-乳酸，聚氨脂泡沫吸附法简便易行，所制得的固定化细胞稳定性强，可反复发酵，有利于提高设备利用率和生产能力。另一方面，聚氨脂泡沫来源广泛，价格低廉，机械强度大，使用寿命长。因此，该固定化法易于扩大生产规模，应用于工业生产。但试验中也发现固定化发酵对无菌操作非常严格，若中途染菌则造成整个试验失败。