[00838171]耐高温乳酸菌的筛选及发酵条件优化

乳酸是一种重要的有机酸之一，广泛分布于自然界。它是制造无毒的高分子化合物聚L-乳酸的单体，也是医药、印刷、印染、制革、食品等工业的重要原料。在乳酸发酵工业中，利用高温乳酸菌可以缩短生产周期、节约冷却用水，减少污染的可能性。而众多的研究中，对乳酸菌的研究温度一般都在50度以下。该研究拟从青储饲料中直接筛选能够耐受50度高温的乳酸菌，并通过培养基和发酵条件来研究高温乳酸菌的一些性质，并提高其乳酸产量，为以后的研究奠定一定基础。2007申请了天津农学院科学研究发展基金计划项目，编号为2007006，并得到五千元资助。该课题首先以一株产酸量为15g/L的鼠李糖乳酸杆菌LactobacillusrhamnosusCICC6138为出发菌株。通过紫外线诱变，经过三步筛选法筛选，最终得到一株乳酸产量为30g/L的鼠李糖乳酸杆菌Fa2，将其命名为L.rhamnosusTJAC08，该菌与原始菌相比，其乳酸产量提高了100%。进一步研究了培养基中对发酵的影响。研究发现，酵母粉对发酵效果影响最显著，最佳配方应该选择15g/L；玉米浆对发酵有明显的促进作用，并且随着添加量的增加而增大，当添加量大于10g/L后，促进作用不再明显；七水硫酸锰的增加对发酵具有明显的促进作用，但当添加量大50mg/L后，促进作用不再明显；番茄汁对发酵有微弱的促进作用。进行了L9(33)正交实验设计，确定出最适乳酸发酵培养基为：酵母粉15g/L，玉米浆10g/L，七水硫酸锰25mg/L。在该培养基下乳酸浓度为62g/L，相比未优化前提高了106%。为了获得高温乳酸菌，利用高温条件和碳酸钙筛选培养基从野外的青储饲料中筛选到了69支能够在55℃下生长的细菌，其中产乳酸最高并且糖酸转化率最高的一支为111#菌，命名为LA-55，其L-乳酸产量为7.2g/L。通过SAS软件优化发酵培养基，通过Plackett-Burman实验得出乙酸钠、酵母膏、蛋白胨为影响乳酸产量的显著因素；再经过响应面分析实验得出最优培养基配方：乙酸钠1.69g/L、酵母膏6.63g/L、蛋白胨6.33g/L，使LA-55乳酸产量在55℃条件下由原来的7.2g/L提高到12.533g/L，提高百分比为74.07%，优化结果非常显著。通过诱变筛选，得到了一株对红霉素抗性达到10μg/mL的L.rhamnosusTJAC08(ermr)。L.rhamnosusCICC6138(ermr)的原生质体形成率可以达到80%，再生率达到20%；LA-55的原生质体形成率可以达到85%，再生率达到28%。但并未得到融合子，需要进一步对融合条件进行详细研究。