[发明专利]一种低聚半乳糖联产L-乳酸的方法

说明书

本发明公开了一种低聚半乳糖联产L‑乳酸的方法，配置发酵培养基，按照发酵培养基体积5～15％的接种量接入乳酸菌，45～55℃静置发酵48～120小时，发酵结束后经固液分离收集清液，即为含有低聚半乳糖及L‑乳酸的溶液。本发明方法的优越性在于：所用微生物是GRAS菌株，用于制备低聚半乳糖具有较高的安全性；发酵所产低聚半乳糖为功能性低聚糖，是优良的双歧杆菌增殖因子，在医药保健品领域具有广阔的应用前景；发酵所产L‑乳酸光学纯度高，是聚乳酸合成的主要前体，市场前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种低聚半乳糖联产L-乳酸的方法，具体涉及一种利用乳酸菌以乳糖或富含乳糖的乳清为碳源发酵实现低聚半乳糖联产L-乳酸的方法。

背景技术

乳酸菌是一类能利用可发酵糖产生乳酸的细菌统称，该类菌株具有FDA认证的GRAS(Generally Recognized As Safe)地位，兼性厌氧，能以葡萄糖、甘露糖、果糖、以及纤维二糖等可发酵糖为底物同型发酵产L-乳酸或D-乳酸，糖酸转化率高达80％以上。低聚半乳糖(GOS)是近年来备受关注的功能性低聚糖，并且是众多功能性低聚糖中获得最广泛认可、最为安全的低聚糖之一。低聚半乳糖是以乳糖为底物，在β-半乳糖苷酶的作用下合成的含有2-6个单糖分子的低聚糖，具有促进双歧杆菌增殖、改善脂质代谢及提高人体免疫力等功能，更重要的是，低聚半乳糖是母乳的天然成分之一，这正是母乳喂养对婴儿肠内的菌群发展和炎症防御起重要作用的原因。低聚半乳糖的制备方法主要有：天然原料提取法、多糖酸水解法、化学合成法、酶法和发酵法。由于自然界中低聚半乳糖的含量非常少，给天然原料提取分离带来了非常大的困难；多糖的酸水解产品得率低，产物成分复杂，分离纯化困难较大；化学合成法毒性大、易残留、得率低、环境污染大；酶法合成低聚半乳糖主要以高浓度乳糖或乳清为原料，由β-半乳糖苷酶催化合成；发酵法合成研究较少。在工业生产中，一般以微生物来源的β-半乳糖苷酶催化乳糖生产低聚半乳糖，尚无直接利用安全菌株高效生产低聚半乳糖的报道。

L-乳酸在医药、农药、化工等方面有十分广泛的应用。近年来，乳酸的衍生物聚乳酸引起了人们的广泛关注。聚乳酸被认为是最有前景的生物可降解材料之一，可用作药物缓释材料、医用缝合线、生物植片、纺织行业、包装材料和农地用膜等。聚乳酸通常由光学纯L-乳酸制得，具有可观的延展性、生物相容性和生物可降解性。作为聚乳酸的单体，L-乳酸引起了全球各大公司和研究部门的关注。

现有的技术中都是利用不同方法分别生产低聚半乳糖和L-乳酸。在低聚半乳糖的生产中，有大量葡萄糖剩余，影响了糖尿病患者的使用，其应用范围受到局限。

发明内容

本技术的所要解决的技术问题是提供一种低聚半乳糖联产L-乳酸的方法。该方法实现了低聚半乳糖和L-乳酸的联产，提高了乳糖的利用率和低聚半乳糖的纯度，节省了发酵成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种低聚半乳糖联产L-乳酸的方法，配置发酵培养基，按照发酵培养基体积5～15％的接种量接入乳酸菌，45～55℃静置发酵48～120小时，发酵结束后经固液分离收集清液，即为含有低聚半乳糖及L-乳酸的溶液。

其中，所述的乳酸菌优选为嗜热芽孢杆菌CCTCC NO：M 2011468或凝结芽胞杆菌DSM No.23183。其中，所述的嗜热芽孢杆菌其分类命名为嗜热芽孢杆菌(Bacillusthermophilus)NL01，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为：中国.武汉.武汉大学，邮编：430072，保藏编号为：CCTCC NO：M 2011468，保藏日期为：2011年12月12日，该菌株是发明人于2011年5月从土壤筛选获得得到。

其中，所述的乳酸菌经过如下斜面培养和种子培养预处理后，再进行发酵：