米根霉L-(+)-乳酸發酵新工藝探討

L- ( + )-乳酸是f種重要的化學品，在食品、醫藥及化工領域有著廣泛的用途。L-(+ )-乳酸的生產可由化學合成法和發酵法兩種方法實現。發酵法生產L- ( + )-乳酸的菌種主要有細菌和真菌兩類微生物，其中真菌自身能夠產生淀粉酶和糖化酶，可直接利用淀粉質原料進行發酵；發醉生產的L- ( + )-乳酸純浄度較高，I f l丨高光學純度的L- ( + )-乳酸是生產可生物降解高分子材料——聚乳酸所必需的。因而近丨?幾年來，利用根霉發酵生產L- ( + )-乳酸的研究受到國內外學者的普遍重視。

聚乳酸能否在市場上取代聚乙烯等塑料產品取決于聚乳酸的原料——L- ( + )-乳酸的生產成本能否有效降低。近年來人們在以米根霉為菌種發酵初級農產品生產L - ( + )-乳酸研究中，圍繞菌種改良、發酵工藝條件優化以及反應器的選擇進行了大量的探索，然ifn住發酵工藝方法上始終沒有實現有效的突破。

米根霉具有較強的淀粉酶和糖化酶活性，可以直接發酵淀粉質原料生產L- ( + )-乳酸，佴按照傳統的滅菌思路對發酵基質進行滅_處理，蒸煮滅菌過程中導致基質糊化，基質濃度較高時，冷卻后變成凝膠狀而固化，通氣、傳質能力下降甚至喪失，以致于不能進行直接發酵。

如何解決淀粉質原料蒸煮滅菌冷卻后呈凝膠狀固化而不能被直接發酵的問題？我們在滅菌思路上進行了思索和實驗探討。我們設訃了兩個思路：其.是將發酵基質與水I分開滅菌，冷卻后混合，使基質在液相中呈懸濁液狀，然后進行接種發酵。這樣，淀粉質原料細d、顆粒上的蠟質等起到了米根霉固定化載體的作用，使菌絲體呈/』、球狀均勻分散在發酵基質中。這種工藝解決了蒸煮滅菌基質糊化固化不能被直接發酵的問題，省去了分步發酵需要液化、糖化等工藝步驟，對于有效降低L- ( + )-乳酸的生產成本具有重要意義；其:i是采用生料發酵，用抗生素抑制雜菌生長。生料發酵是指各種原料不經過蒸煮，糊化直接將生料淀粉質原料進行發酵的過程。與傳統熟料發酵相比，生料發酵條件溫和，免除了原料的蒸煮.攪拌、輸送，冷卻水的使用和發酵設備的滅闌等，節省了大量的能源及成本費用。生料發酵省去了蒸煮滅菌過程，基質中必定存在各種微生物，影響并干擾發酵的正常進行，因此，生料發酵成功的關鍵是能否對雜菌的生長進行有效抑制。我們采用了幾種常見的抗生素來抑制雜菌的生長，取得了很好的實驗結果。生料發酵在釀酒和制醋等領誠巳得到廣泛研究應用，然而生料發酵生產L- ( + )-乳酸的技術還罕見有文獻報道。

我們通過米根霉L - ( + )-乳酸發酵的兩種滅菌新思路，建立了兩種新的工藝方法，省去了很多中間環節，使工藝簡化，降低了能耗，對于降低L- ( + )-乳酸的生產成本具有重要意義，具有較高的應用價值。

作者參與了廣東省科技計劃項目《米根霉發酵生產L-( + )-乳酸的研究》，主持了東莞市科技訃劃項目《玉米粉米根霉直接發酵生產L - ( + )-乳酸的研究》工作。近年來，以降低發酵成本為宗旨，圍繞工藝條件的優化.發酵基質的選擇以及滅菌工藝的創新等進行了大量的研究工作。目前，本項目組共發表論文5篇，獲得國家授權發明專利系項。