米根霉无载体固定化发酵产L-乳酸

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2014.05.021

林产化学与工业 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (5): 127-132.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2014.05.021

米根霉无载体固定化发酵产L-乳酸

陈晓佩^1,2, 张丽^1,2, 顾夕梅^1,2, 李鑫^1,2, 勇强^1,2, 余世袁^1,2

1. 南京林业大学化学工程学院, 江苏南京 210037;
2. 江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室, 江苏南京 210037

收稿日期:2013-08-26 出版日期:2014-10-25 发布日期:2015-08-18
作者简介:陈晓佩（1989-），女，江苏宿迁人，硕士生，从事木质纤维生物利用领域的研究工作
基金资助:
江苏省自然科学基金项目（BK20131426）；国家自然科学基金资助项目（31000278）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目（20103204120009）

Production of L-Lactic Acid by Self-immobilized Rhizopus oryzae

CHEN Xiao-pei^1,2, ZHANG Li^1,2, GU Xi-mei^1,2, LI Xin^1,2, YONG Qiang^1,2, YU Shi-yuan^1,2

1. College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China;
2. Jiangsu Key Lab of Biomass-based Green Fuel & Chemicals, Nanjing 210037, China

Received:2013-08-26 Online:2014-10-25 Published:2015-08-18
Contact: 勇强，教授，博士生导师，从事生物质利用和生物转化研究；E-mail：swhx@njfu.edu.cn E-mail:swhx@njfu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 通过研究米根霉NLX-M-1利用葡萄糖无载体固定化发酵产L-乳酸的影响因素，获得米根霉利用木质纤维基葡萄糖进行无载体固定化发酵的最优条件。优化的米根霉无载体固定化产L-乳酸条件：初始葡萄糖质量浓度100 g/L，（NH₄）₂SO₄质量浓度2 g/L，接种量2 %（体积分数），CaCO₃ 30 g/L，KH₂PO₄ 0.1 g/L，MgSO₄·7H₂O 0.25 g/L，ZnSO₄·7H₂O 0.1 g/L。在优化条件下，以纯葡萄糖为碳源的米根霉发酵过程，形成平均直径1 mm的微球，L-乳酸产量为76.6 g/L，转化率为81.6 %。以玉米秸秆酸爆渣酶解葡萄糖浓缩至60 g/L进行L-乳酸发酵，米根霉形成直径约1.2 mm的微球，L-乳酸产量为36.4 g/L，转化率为63.5 %。

关键词: 米根霉, 无载体固定化, L-乳酸, 玉米秸秆, 酶解葡萄糖

Abstract: The main factors affecting self-immobilization of Rhizopus oryzae NLX-M-1 for L-lactic acid production were studied in present study. The optimum fermentation conditions utilizing wood fiber-based glucose for R.oryzae self-immobilization were obtained. The optimal results were achieved as 100 g/L initial glucose, 2 g/L (NH₄)₂SO₄, 2 %inoculum size (value fraction), 30 g/L CaCO₃, 0.1 g/L KH₂PO₄, 0.25 g/L MgSO₄·7H₂O and 0.1 g/L ZnSO₄·7H₂O. Under this optimal condition, R.oryzae formed pellets with an average diameter of about 1 mm during the fermentation, the production of L-lactic acid was 76.6 g/L and the conversion rate was 81.6 %. R.oryzae in acid explosive residue hydrolyzate containing 60 g/L glucose became 1.2 mm pellets, and produced 36.4 g/L L-lactic acid with a conversion rate of 63.5 %.

Key words: Rhizopus oryzae, self-immobilize, L-lactic acid, corn stover, acid explosive residue

中图分类号:

TQ35

陈晓佩, 张丽, 顾夕梅, 李鑫, 勇强, 余世袁. 米根霉无载体固定化发酵产L-乳酸[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(5): 127-132.

CHEN Xiao-pei, ZHANG Li, GU Xi-mei, LI Xin, YONG Qiang, YU Shi-yuan. Production of L-Lactic Acid by Self-immobilized Rhizopus oryzae[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2014, 34(5): 127-132.

参考文献

[1] 汪多仁.乳酸的生产与应用[J] .化学工业与工程技术,1999,20(1):27-29.
[2] 郭英,付涛.酸化剂-乳酸在饲料添加剂中的应用[J] .河北化工,2011,34(6):62-63,71.
[3] 白冬梅,赵学明,李鑫钢,等.米根霉发酵生产L(+)-乳酸研究进展[J] .现代化工,2002,22(6):9-13.
[4] HAMAMCI H,RYU D D Y.Production of L(+)-lactic acid using immobilized Rhizopus oryzae reactor performance based on kinetic model and simulation[J] .Applied Biochemistry and Biotechnology,1994,44(2):125-133.
[5] 蒋雪薇,罗晓明,盛灿梅,等.米根霉L-乳酸发酵菌丝球形成条件的研究[J] .食品科学,2010,31(15):216-220.
[6] DU J X,CAO N J,GONG C S,et al.Biotechnology for Fuels and Chemicals[M] .New York:Humarn Press,1998:323-329.
[7] 白凤武.无载体固定化细胞的研究进展[J] .生物工程进展,2000,20(2):32-36.
[8] ZHANG Zhan-ying,JIN Bo,KELLY J M.Production of lactic acid from renewable materials by Rhizopus fungi[J] .Biochemical Engineering Journal,2007,35(3):251-263.
[9] 姜绍通,郑志,朱羽,等.无载体固定化米根霉重复间歇发酵生产L-乳酸[J] .生物工程学报,2008,24(10):1729-1733.
[10] BAI D M,JIA M Z,ZHAO X M,et al.L(+)-lactic acid production by pellet-form Rhizopus oryzae R1021 in a stirred tank fermentor[J] .Chemical Engineering Science,2003,58(3):785-791.
[11] SLUITER A,HAMES B,RUIZ R,et al.Biomass Laboratory Analytical Procedure (LAP)[S] .2012-03-08.
[12] 马瑞,欧阳嘉,李鑫,等.高效液相色谱法同时测定生物质乳酸发酵液中有机酸及糖类化合物[J] .色谱,2012,30(1):62-66.
[13] 李鑫,马瑞,赵晗璐,等.米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L-乳酸[J] .生物加工过程,2010,8(6):1-5.
[14] 姜绍通,吴学凤,潘丽军,等.米根霉菌丝球半连续发酵产乳酸的工艺研究[J] .农业机械学报,2009,40(11):150-155.
[15] 朱羽.无载体固定化米根霉发酵L-乳酸研究[D] .合肥:合肥工业大学硕士学位论文,2007.
[16] 蒲洋,丁涓,李静,等.不同中和剂对L-乳酸发酵的影响[J] .安徽农业科学, 2009,37(11):4885-4886,4888.
[17] 杜威.米根霉发酵生产L-乳酸的形态研究及其对发酵的影响[D] .合肥:合肥工业大学硕士学位论文,2010.
[18] 姜绍通,吴学凤,刘靖,等.无载体固定化米根霉半连续发酵产L-乳酸工艺研究[J] .食品科学,2009,30(9):124-128.
[19] FOSTER J W.Chemical Activities of Fungi[M] .New York:Academic Press,1949.
[20] ZHOU Y,DU J,TSAO G T.Mycelial pellet formation by Rhizopus oryzae ATCC 20344[J] .Applied Biochemistry and Biotechnology,2000,84(1/9):779-789.
[21] 乔长晟,汤凤霞,白雪娟,等.利用纤维素类物质——玉米芯生产L-乳酸的研究[J] .中国食品学报,2006,6(4):101-105.
[22] TAI C,LI S,XU Q,et al.Chitosan production from hemicellulose hydrolysate of corn straw:Impact of degradation products on Rhizopus oryzae growth and chitosan fermentation[J] .Letters in Applied Microbiology,2010,51(3):278-284.

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Production of L-Lactic Acid by Self-immobilized Rhizopus oryzae

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[1]	董向元, 郭淑青, 杨继涛, 高新杰, 王折折, 王树中. 玉米秸秆水热焦热解及动力学特性研究[J]. 林产化学与工业, 2018, 38(3): 83-89.
[2]	刘晓晖, 曹亚峰, 李沅, 刘兆丽, 谭凤芝. 玉米秸秆基吸油材料的制备与表征[J]. 林产化学与工业, 2016, 36(5): 37-44.
[3]	赖晨欢, 杨磊, 高子琦, 余世袁, 勇强. 蒸汽预处理玉米秸秆酶水解速率下降的因素分析[J]. 林产化学与工业, 2016, 36(4): 7-13.
[4]	张丽, 陈晓佩, 李鑫, 余世袁, 勇强. 碱预处理玉米芯生物转化L-乳酸[J]. 林产化学与工业, 2016, 36(2): 51-56.
[5]	李诚, 王莉, 李永富, 王韧, 陈正行. 臭氧预处理对玉米秸秆酶解性能的影响[J]. 林产化学与工业, 2015, 35(6): 58-62.
[6]	朱圆圆, 杨金龙, 朱均均, 张璐, 徐勇, 勇强, 余世袁. 稀硫酸-氢氧化钙联合预处理玉米秸秆制乙醇[J]. 林产化学与工业, 2015, 35(6): 89-95.
[7]	杨磊, 李鑫, 余世袁, 勇强. 米根霉废菌体制备壳聚糖及其成膜性能[J]. 林产化学与工业, 2015, 35(4): 35-40.
[8]	杨德良, 储秋露, 赖晨欢, 谢益晖, 李鑫, 余世袁, 勇强. 玉米秸秆半同步与同步糖化发酵的研究[J]. 林产化学与工业, 2015, 35(3): 55-59.
[9]	蒋发现, 徐勇, 朱均均, 勇强, 余世袁. 稀酸预处理对玉米秸秆中4类非木质素组分的降解规律研究[J]. 林产化学与工业, 2015, 35(2): 38-46.
[10]	韦冰, 谌凡更, 李志豪, 程远超. 玉米秸秆发酵残渣在多羟基醇中液化反应的研究[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(5): 53-59.
[11]	朱均均, 杨金龙, 张玲玲, 黄鑫, 徐勇, 勇强, 余世袁. 稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(5): 60-66.
[12]	朱均均, 朱圆圆, 程婷, 徐勇, 勇强, 余世袁. 玉米秸秆乙酰基水解产物对乙醇发酵的影响及去除策略[J]. 林产化学与工业, 2014, 34(1): 1-7.
[13]	储秋露;杨德良;黄阳;余世袁;勇强. 水洗脱毒酸性蒸汽爆破玉米秸秆制备乙醇[J]. 林产化学与工业, 2013, 33(6): 69-75.
[14]	储秋露;杨德良;马斌;勇强. 玉米秸秆制备燃料乙醇的集成技术研究[J]. 林产化学与工业, 2013, 33(5): 20-24.
[15]	张南南;赖晨欢;李鑫;朱均均;张管星;余世袁;勇强. 洗涤模式对蒸汽爆破玉米秸秆脱毒的影响[J]. 林产化学与工业, 2012, 32(6): 32-36.