乳酸菌分离讲义.docx

学校代码：__11059__ 学 号：1302021005 Hefei University 下游处理技术 XIAYOUCHULIJISHU 论文题目： 乳酸菌分离 学位类别： 本科 学科专业： 生物技术 作者姓名： 方婷 导师姓名： 于宙 完成时间： 2016.4.23 乳酸菌分离 摘要： 乳酸是具有良好生物相容性的有机酸，可应用于食品、制药、生物降解性塑料生产等领域．发酵法是生产乳酸的主要方法，发酵液中的乳酸可以通过萃取、吸附等方法与发酵液分离．乳酸发酵液的分离提取技术，直接影响产品的质量和收率。本文介绍了乳酸发酵生产和分离提纯的工艺，详述了提取与精制乳酸的各种新技术：溶剂萃取法、离子交换法，并指出了各种工艺的优缺点。 关键词：乳酸菌 ；分离；萃取；离子分离 乳酸菌简介 乳酸细菌是一类能利用发酵糖产生大量乳酸的细菌通称。为兼性厌氧菌，杆状或球状，革兰氏阳性菌，无芽孢，不运动。营养要求高，需要提供丰富的肽类 氨基酸 维生素。 乳酸细菌是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称。这类细菌在自然界分布极为广泛，具有丰富的多样性。它们不仅是研究分类、生化、遗传、分子生物学和基因的理想材料，在理论上具有重要的学术价值，而且在工业、农牧业、食品和医药等与人类生活相关的重要领域应用价值也高【1】。 乳酸菌发现及提取历程 1856年夏天，巴斯德从那些变酸的酒的酒桶内壁上，取出一团团黏黏的东西，又从好酒桶内壁上取些类似的样品。在显微镜下，他发现有小椭圆的酵母菌。就是这些酵母菌依靠糖液生长，产生酒精和二氧化碳。而从酸酒桶中取得的样品中没有发现酵母菌，而是小杆状体。反反复复观察，得出结论是产生乳酸【2】。 在传统工艺中多采用培养基分离乳酸菌，乳酸菌为兼性厌氧菌革兰氏染色呈性，生长繁殖时需多种氨基酸、维生素及微量元素，分离培养相对困难.通常采用滇甲酚蓝(BLG)牛乳营养琼脂平板从酸奶中分离乳酸菌，乳酸菌在该培养基上生长时，由于分解乳糖产生乳酸，使菌落呈黄色，菌落周围的培养基也变为黄色，所以较容易鉴别。常用的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌.酸乳是以牛乳为主要原料，接入一定量乳酸菌.经发酵后而制成的一种乳制品饮料.当乳酸菌在牛乳中生长繁殖和产酸至一定程度时，牛乳中的蛋白质就凝结成块状.它具有清新爽口的味觉.对肠道内的致病菌有一定的抑制作用，故对人体的肠胃消化道疾病也有良好的治疗效果。 现代分离技术 随着乳酸需求量的增加需要开发消除产物抑制的新型乳酸分离方法．近几年，原位分离技术在乳酸发酵的应用引起了世界范围的关注，如溶剂萃取发酵法、离子交换法等。 萃取 萃取发酵是在发酵过程中利用有机溶剂连续萃取出发酵产物，以消除产物抑制的耦合发酵技术。萃取发酵具有能耗低、溶剂选择性好、无细菌污染等优点。常用的萃取剂有十二烷醇、油醇、叔胺[3]等。萃取剂一般有轻微毒性，与细胞直接接触会产生毒害作用，造成细胞活性降低。生产中减轻溶剂毒性的方法有：1）用膜将溶液和细胞分开；2）细胞固定化；3）在固定化载体中包埋植物油，如豆油等。 双水相萃取的双水相体系不会对细胞产生毒害作用，为发酵提供了一种生物相容的环境。双水相体系进行萃取时，产物与生物催化剂（如乳酸菌）会分别分配于相反的两相中。通过调整相组成，使含有产品的萃取相体积较大，以得到较高的产品收率。但双水相萃取具有易形成乳化液、两相分离必须存在密度差等缺点，利用多孔膜接触器作为水相和油相的分隔装置，使水相和油相分别在多孔膜的两侧流动并通过膜孔接触。由于膜的阻隔，两相之间不会发生相互扩散，两相分离也不需密度差，萃取效果更好[4]。萃取流程如下 萃取乳酸选用的萃取剂如下表 由上面研究可知，萃取乳酸为离子缔合反应机理，萃取乳酸溶液所用萃取剂，一般选用胺类，尤以叔胺为多，但该类萃取剂具有一定毒性；且存在乳酸发酵过程中要求PHPKa。另外，发酵液中乳酸浓度过高将会直接影响过程速率。因此，寻找一种低毒或无毒，并有足够Lewis萃取剂是研究的关键。 离子交换 实验方法 (l)离子交换平衡数据测定称取一定量的离子交换树脂，加人100ml已知浓度的乳酸溶液，置于恒温摇床中振荡，直至达到平衡汾析液相中乳酸浓度，则交换的乳酸量可由下式计算:Q一(N。一N)·M·V/W。 (2)穿透曲线及洗脱实验 离子交换柱为小40x400mm，树脂装填量约为2/3，用高位槽或泵将乳酸溶液注人柱内，取样分析出口处乳酸浓度.当离子交换柱全部穿透后，用