发酵法生产乳酸的研究进展

综述了国内外关于发酵法生产乳酸的现状,介绍了乳酸生产菌株筛选、诱变和基因工程育种及乳酸的发酵工艺的研究进展,并展望了废弃物作为原料用于乳酸发酵的前景。     

一株高产乳酸鼠李糖乳杆菌的选育

采用紫外线和Co60照射联合诱变鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)JCM1553菌株,选育得到1株L-乳酸高产突变株SCT-10-10-60.经77代传代培养证实该菌株L-乳酸发酵遗传稳定.在37℃,200rpm下,该菌株摇瓶发酵葡萄糖60h的发酵液乳酸浓度达到最大,为195.67g/L,发酵糖酸转化率达到95.33％,比出发菌株最大乳酸产量、发酵速率和糖酸转化率分别提高了16.24％、50.13％和17.81％.相同条件下该菌株发酵木薯淀粉84h的乳酸浓度达到最大值,为203.33g/L,糖酸转化率达到78.85％,比出发菌株最大乳酸产量和发酵速率均提高了29.49％,糖酸转化率则提高24.53％.该菌株发酵产物的L-乳酸含量高达96.75％,与出发菌株(96.97％)无统计学显著差异(P＞0.05).该高产菌株乳酸发酵性能提高的主要原因是菌体增长速率加快.其L-乳酸发酵性能显著优于现有的生产菌株,具有较高的潜在工业价值.     

一株高产乳酸菌株的分离鉴定及特性研究

从青贮饲料中筛选到一株能在48℃条件下生产乳酸的乳酸菌.该菌株革兰氏染色呈阳性,细胞呈杆状,菌体大小为(0.4～0.8),μm×(1.8～6.4)μm,无芽孢和鞭毛;兼性厌氧,接触酶阴性,不运动,同型乳酸发酵,产D型和L型乳酸.该菌株16S rDNA序列与异型乳酸发酵的Lactobacillus hilgardii相似性达到98%,但在发酵类型上差异显著.通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳表明该菌株具有D型和L型两种乳酸脱氢酶.菌株MD-1在适宜发酵条件下,乳酸产量可达约140 g/L,是一株性能优良的乳酸生产菌,可用作乳酸发酵生产.     

米根霉发酵生产L( )-乳酸研究进展

综述了米根霉发酵生产L( )-乳酸的研究进展.米根霉是生产L( )-乳酸的理想菌种,目前主要集中在菌株的选育、发酵工艺的优化和提取分离操作以及新型反应器的设计等方面的研究,通过控制米根霉菌体的形态可提高菌株产酸的能力,操作简便.提出今后应从利用基因工程等技术定向选育出高产L( )-乳酸的基因工程菌株,优化发酵工艺,改进发酵设备和选择合适的固定化载体等方面进一步研究,从而降低生产L( )-乳酸的成本,加大乳酸衍生物产品的开发与利用,扩大L( )-乳酸的应用领域.     

葡萄全汁乳酸发酵菌株筛选及其风味分析

为葡萄全汁乳酸发酵饮料研制提供优良菌株资源.以"桂葡1号"葡萄果汁为原料,以耐酸性及风味评价为指标,筛选葡萄果汁乳酸发酵的优良菌株,研究优选菌的单菌及复配发酵对果汁风味物质的影响.植物乳杆菌R23及副干酪乳杆菌R37能耐受pH值3.0高酸,其发酵香与葡萄果香协调;两菌复配生长是共生型,其发酵风味比单菌更饱满丰富;乳酸发酵增加了葡萄果汁酸、酮、酯类物质的相对含量,增加了酚类和有机酸的成分数量.植物乳杆菌R23及副干酪乳杆菌R37是葡萄果汁乳酸发酵优良菌株,其复配发酵能赋予葡萄果汁更丰富的发酵风味.     

生物过程尾气质谱仪在乳酸发酵工艺控制中的应用

将生物过程尾气分析质谱仪及相应的Biostar处理软件成功应用于乳酸发酵过程中,通过实时监测发酵过程中不同阶段和不同发酵条件下菌体生理代谢参数的动态变化,并对其进行多参数相关分析,阐明了发酵过程中杂质组成的合成代谢过程;利用尾气分析质谱仪进行微耗氧发酵过程供氧水平的精确控制,当菌体的摄氧率控制在0.70mmol/(L.h)时,凝结芽孢杆菌乳酸的最佳合成速率能达到2.78g/(L.h);同时在以玉米淀粉水解糖液为基质的乳酸发酵过程中,通过对菌体生理代谢参数变化与残糖的消耗和副产物生成过程进行相关分析,建立了根据生理参数的变化进行发酵过程终点快速判定方法,实现了L-乳酸发酵产量和质量的在线控制策略。     

高产乳酸菌株的筛选、鉴定及发酵条件研究

以西双版纳传统腌制品为研究对象,采用MRS培养基对菌株进行分离和纯化,并通过形态学观察和分子生物学方法进行鉴定.通过溶钙圈法和EDTA滴定法筛选出产乳酸能力强的菌株,并对该菌株的发酵条件进行研究.结果表明,通过筛选试验从腌制品中筛选得到一株高产乳酸的菌株XSBN-4,经鉴定为植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum),该菌株最适生长条件为36℃,并且葡萄糖和CaCO₃的添加量应分别低150、20 g/L.产乳酸最佳发酵条件pH为5.5,发酵温度42℃,发酵时间51 h,乳酸浓度为(84.51±1.33)g/L,产率为(4.51±0.06)g/L/h,残糖量为(0.83±0.03)%,糖酸转化率为(84.51±1.33)%.菌株XSBN-4具有较强产乳酸能力,可作为乳酸发酵的候选菌株.     

绿豆乳乳酸菌发酵的研究

本文对以保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌为发酵剂,对豆乳进行乳酸发酵的条件进行了研究。结果表明,绿豆乳乳酸发酵的最佳条件为：菌种配比1∶1,接种量4%,发酵温度43℃,发酵时间12h时发酵效果最佳。     

餐厨垃圾发酵产乳酸研究进展

我国餐厨垃圾产量大、含水率高且极易腐烂变质,收集、处理困难,利用率低。如何环保、高效、经济地处理及资源化利用餐厨垃圾成为关注的焦点。乳酸（LA）作为一种重要的有机酸广泛应用于食品、化工等领域。在微生物发酵产乳酸机理及餐厨垃圾发酵制备乳酸工艺发展的基础上,综述了菌种、碳源和氮源、pH值等重要因素对餐厨垃圾发酵产乳酸的影响,并分析了发酵液中乳酸分离提纯技术的发展现状,展望了今后餐厨垃圾发酵产乳酸技术研究与应用的重点和难点。     

玉米酒糟为主要氮源的Nisin生产菌株的诱变选育

为使乳酸乳球菌适应玉米酒糟作为发酵生产乳酸链球菌素(Nisin)的主要氮源,首先对培养基进行了初步优化,发现在酒糟清液中加入蔗糖、酵母膏和磷酸氢二钾明显促进了乳酸乳球菌的生长.在此基础上,使用等离子体对乳酸乳球菌进行诱变处理,利用24方孔深孔板技术可实现对高产Nisin突变菌株的选择性筛选.结果表明,诱变菌株在只有5.0%存活率时,得到的正突变菌株可达26.2%.借助摇瓶发酵实验对其生产Nisin的发酵水平进行研究,发现有1株诱变选育菌株发酵Nisin的活性高达6 520 U/mL,并且其发酵能力比诱变起始菌株能力更强.     

乳酸菌发酵过程参数的研究

为准确、快捷地掌握乳酸菌发酵过程中主要参数的变化情况,通过KRH-BI0300型发酵罐控制系统、细胞密度监测系统、SHP8400PM过程气体质谱分析仪、生物传感分析仪等多种发酵过程分析检测手段,对乳酸发酵过程中乳酸菌活细胞数、尾气成分、葡萄糖及乳酸含量的变化情况进行测定。结果表明,应用多种现代化分析检测手段可以快速、精确地掌握乳酸菌发酵过程参数变化情况。该研究为乳酸菌发酵过程的优化控制及规模工业化奠定了基础。     

餐厨垃圾乳酸发酵残渣生产蛋白饲料的研究

以餐厨垃圾乳酸发酵残渣为研究对象,探讨其酵母发酵制取饲料蛋白的可行性.采用Plack-ett-Burman试验设计从9个因素中筛选出影响酵母发酵的正向显著性因素（尿素、不灭菌）和负向显著性因素（磷酸氢二钾、硫酸镁）.实验结果表明,残渣中残留的乳酸菌和乳酸盐对酵母发酵无影响,影响残渣酵母发酵的因素是酸性环境,酵母发酵前发酵底物无须灭菌.尿素最佳添加量为2.5%,最佳条件下发酵饲料中的真蛋白含量可高达31.1%,与餐厨垃圾乳酸发酵残渣中真蛋白含量（14.7%）相比,提高了1倍.     

益生乳酸菌的生理特性研究及其在发酵果蔬饮料中的应用

作为世界上最大的水果蔬菜生产国家之一,中国的水果蔬菜资源非常丰富,但其鲜销状况却不容乐观。此外,随着生活水平的提高和健康意识的增强,人们逐渐接受益生乳酸菌发酵技术开发的新型发酵果蔬饮料,这主导了果蔬饮料发展的方向。研究评价了不同种属乳酸菌的耐酸性和耐胆盐能力,得到5株能较好适应人体胃肠环境的菌株,并应用于复合果蔬汁的快速发酵。通过感官评定,确定了混合果蔬汁的优化比例。通过正交设计试验,优化发酵条件并进行单菌发酵和混合菌种发酵。实验结果表明,5株乳酸菌发酵产物的pH值均有大幅下降,酸度增加;发酵果蔬汁储藏第1周出现酸的转化;混合菌株发酵产品的酸度几乎是单一菌株发酵产品的2倍,酸的转化发生在冷藏第2周。     

乳酸发酵的固定化及工艺条件的研究

以海藻酸钙、泡沫塑料和离子交换树脂为载体进行了德氏乳酸杆菌的固定化发酵乳酸的研究，其中以海藻酸钙为载体的固定化细胞发酵取得了良好的结果，得到了高于游离细胞的发酵产量，并对发酵的工艺条件进行了探讨．     

绿豆薏米乳酸发酵饮料的研究

本义研究了以绿豆和薏米为主要原料酿制乳酸发酵饮料的工艺，经正交试验确定了糖化和蛋白质水解最佳条件，筛选出较优的乳酸菌ＳＢＣ１和Ｓ１，选择了双菌发酵的最适条件和后熟工艺参数．结果表明，该工艺简便可行．所得制品营养丰富，甜酸适口，微生物学指标和理化指标均符合国家食品卫生标准．     

乳酸菌的细菌素及乳链菌肽在食品工业中的发酵与应用

乳酸菌的细菌素是具有抗菌活性的多肽、蛋白质或蛋白质复合物，其中 乳链菌肽是一种广泛应用的高效，无毒的天然食品防腐剂，评述了乳酸菌素的分类剂乳链菌肽在食品工业中的发酵和应用前景。     

餐厨垃圾产乳酸酶解发酵工艺的优化

餐厨垃圾含水量高且极易腐烂.在大中型城市,每天会产生大量的餐厨垃圾,这些餐厨垃圾会造成环境污染.寻求简单、环保、有效的餐厨垃圾处理途径正成为人们研究的重点.乳酸作为一种工业原料广泛运用于食品、医药、化工等领域.因此,进行了餐厨垃圾生产乳酸的研究.结果在纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶作用下,通过正交实验法得到实验最佳条件为pH为5,固液比为1∶5,温度为47℃.并进行了驯化菌种乳酸发酵餐厨垃圾生产乳酸的研究.     

乳酸发酵番薯脯的研究

介绍了以番薯为原料，经乳酸发酵后再制成果脯的方法，并对原材料、发酵材料、番薯脯和乳酸番薯脯的一些理化指标如酸、可溶性糖、维生素C、NO2^-及氨基酸含量作了测定和比较。结果表明，产品不但具有乳酸发酵的独特风味，而且具有丰富的营养和一定的保健作用。