[发明专利]一种生产L-乳酸的方法及其专用金橙黄微小杆菌

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产L-乳酸的方法及其专用金橙黄微小杆菌。

背景技术

乳酸（Lactic Acid）又名二羟基丙酸，是世界三大有机酸之一。作为一种传统的多用途精细化学品，乳酸可作为酸味剂、芳香剂、防腐剂、植物生长调节剂、生物可降解性材料、药物和农药等，应用于食品、制药、酿造、制革、纺织、环保和农业中。微生物发酵法生产乳酸，生产成本低，产品安全性高，而且能专一性的得到光学纯乳酸，是大规模生产乳酸的主要方法。乳酸发酵过程中，由于不断生产产物而使发酵液的酸度逐渐上升，导致菌体生长和产酸都受到严重的抑制，为此要加入碳酸钙等中和剂进行中和。在乳酸的提取和纯化过程中，要加入硫酸对乳酸钙进行酸化，从而生成乳酸和不溶性的硫酸钙。碳酸钙作为中和剂的发酵工艺增加了分离提取的成本，造成严重的环境问题。如果能采用氢氧化钠作为中和剂，可以避免下游纯化处理生成的硫酸钙残渣，有利于降低环境污染。由于钠离子对菌株的毒性，目前国内外利用氢氧化钠作为中和剂进行的L-乳酸发酵都未能达到理想的效果。

嗜盐碱微生物是一类在pH 9.0以上也能生长的微生物类群。嗜盐碱菌对盐环境尤其是一价盐离子环境具有很好的耐受性，一般能够耐受10%以上的NaCl。这样的生理优势使其可以使用氢氧化钠代替碳酸钙作为中和剂来维持乳酸发酵过程中的pH，从而避免后续乳酸纯化过程中产生的不溶性钙盐。杨大伟等人2010年报道了筛选获得一株金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）LP3-3，在最佳发酵条件下L-乳酸产量为仅为16.27g/L。L-乳酸的生产成本是制约L-乳酸应用的关键因素之一。寻找能够低成本清洁生产高浓度L-乳酸的技术成为研究的热点。因此，获得能够适用于氢氧化钠调酸工艺条件下，产高浓度L-乳酸的菌株具有重要的实际工业应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一株金橙黄微小杆菌及其在生产L-乳酸中的应用。

本发明所提供的金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）具体为金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）8-11-1，是从内蒙古鄂尔多斯盐碱湖湖边取得的水样中筛选得到的。该金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）8-11-1已于2012年5月25日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC，地址为：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所），保藏登记号为CGMCC No.6154。

金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）8-11-1CGMCC No.6154在营养琼脂上菌落平坦，淡橙色，色素不扩散，幼龄培养物为杆菌，老龄培养物为球状。革兰氏阳性。不生孢，不抗酸。以周生鞭毛运动。兼性厌氧。嗜碱，能在pH 6.5～11.5生长。耐盐，能在0-14%的NaCl条件下生长，10%的NaCl条件下不明显抑制产酸。从葡萄糖、蔗糖、半乳糖和一些其他糖产酸。接触酶阳性，氧化酶阴性。还原硝酸盐。水解明胶、淀粉和酪素。其16s rDNA序列如序列表中序列1所示。

本发明的再一个目的是提供一种菌剂。

本发明所提供的菌剂的活性成分为所述金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）8-11-1CGMCC No.6154。

本发明的另一个目的是提供一种生产L-乳酸的方法。

本发明所提供的生产L-乳酸的方法是发酵培养所述金橙黄微小杆菌（Exiguobacterium aurantiacum）8-11-1CGMCC No.6154，或以其为活性成分的所述菌剂，得到L-乳酸。

在上述方法中，所述发酵培养的pH可为7.5-10.5，如7.5-9.5，或8.5-9.5。在本发明的一个实施例中，所述发酵培养的pH具体为8.5。

在上述方法中，调节所述发酵培养的pH的中和剂可为NaOH水溶液。所述NaOH水溶液具体为浓度10-20M的NaOH水溶液。在本发明的一个实施例中，所述NaOH水溶液的浓度具体为15M。

在上述方法中，所述发酵培养的培养基中含有碳源和氮源；所述碳源为终浓度可为20克/升-150克/升的葡萄糖，如20-120克/升、20-80克/升、80-120克/升、或80克/升，在本发明的一个实施例中，具体为100克/升；所述氮源为终浓度为5克/升-50克/升（如5-20克/升）的酵母粉（如安琪酵母粉），在本发明的一个实施例中，具体为20克/升。