利用淀粉乳酸菌在混合糖和淀粉培养基中进行分批发酵【精品.doc】.docVIP

利用淀粉乳酸菌在混合糖和淀粉培养基中进行分批发酵 摘要： 绿色作物干燥工业在丹麦使用意大利黑麦草，三叶草，紫花苜蓿为原料，生产绿色颗粒。 绿色作物干燥工业在绿色作物干燥前，对其加热、挤压以解决它的能源经济问题，产生物被称为“布朗汁”。 布朗汁是一种非常有利于乳酸发酵的培养介质。 本研究的目的是调查布朗汁在聚乳酸生产中的使用率，（替代小麦淀粉）以及该过程的可行性。 一些利用淀粉的乳酸菌已经被鉴别，并在此工作中，利用一种游离糖（布朗汁）和淀粉组成的混合培养基中对六种不同菌株产生α -淀粉酶和利用所有的糖进行高产量乳酸发酵的能力进行了测试。 其中乳酸菌plantarum A6被证明是唯一的一种既具有良好的乳酸生产能力，又能充分利用该培养基中淀粉的菌株。 该菌株的生长率大约为0.4/h，乳酸产率0.7. 关键词：淀粉乳酸菌 布朗汁 淀粉 聚乳酸 正文： 聚乳酸 传统的塑料制造工艺应用了大量的矿物燃料，炼油厂输出的原油百分之九十以上供给汽车，卡车，飞机，及发电厂，塑料制造消耗了其余80万吨的大半（今年，仅在美国） 迄今为止，生物科技和农业科技在用植物来源的物品替换常规塑料方面所做的努力包含三种途径：1.将植物糖转化成塑料2.在微生物体内生产塑料3.在玉米或其他作物里产生塑料。 嘉吉公司，一个农业工业商业巨头，顶级化工公司，已着手发展第一种方法，他们使用玉米和其他作物中的糖转化成一种被称为聚乳酸(PLA)的塑料。 微生物将糖转化成乳酸，并进一步将其聚合为长链乳酸，其属性与在苏打瓶和服装纤维中使用的一种石化塑料聚乙烯类似。 PLA的原料是植物糖而不是石化燃料，与传统塑料相比，少消耗20-50%的矿物资源。 PLA可以分解成原材料进行重新利用，或是进行再循环。 由于其力学性质，PLA在作为食品包装方面显示出巨大的潜力。它可以阻隔潮气和空气，并能产生防水薄膜，非常适宜用来包装水果蔬菜以及液体食物，例如果汁。 PLA可以作为单纯聚合物，也可以用来结合其他高分子聚合物。它可以包含天然组分，例如木质素和蜡作为防腐剂和抗氧化剂，防止某些氧化敏感物品被破坏。 它的其他用途：可以作为外科手术缝线，可植入的医疗设备，药物控制释放系统（胶衣），纤维和制衣用的纱线，等等。 为了让PLA可以与传统包装材料竞争，它必须能够通过廉价的原料进行生产，并且有切实可行的反应进程。 PLA是由乳酸聚合而成，乳酸可以通过化学方法合成，或是在发酵过程中产生。发酵是通过微生物将碳水化合物如蔗糖，葡萄糖或乳糖转化成理想产品的过程。 大部分农业残留物中包含有碳水化合物，其中既有以游离形态存在的，也有以长链聚合形式存在的。 乳酸发酵通常由乳酸菌进行，包括几个生理，代谢和营养需要上相近的几个属，尤其类似的是他们都产生乳酸作为主要的或是唯一的终产物，代谢过程中不需要氧气。营养要求方面，乳酸菌的要求非常严格。一个能够维持它们生长的培养基必须包括多种生长因子，如氨基酸，多肽，核酸衍生物，维生素，无机盐脂肪酸或脂肪酸酯。当所有这些营养成分在发酵培养基中都存在时，乳酸菌就能将碳水化合物转化成乳酸。 布朗汁 在丹麦，绿色作物干燥工业使用意大利黑麦草，三叶草和紫花苜蓿为原料，生产绿色颗粒。每年大约有30万吨绿色颗粒被生产。绿色作物干燥工业在绿色作物干燥前，对其加热、挤压以解决它的能源经济问题，产生的绿汁通常有干物重量的3-8％.一些工厂，挤压前对绿色生物质进行蒸汽加热至80°C，使得细胞破裂和蛋白质凝结。产生的绿汁被称为布朗汁。通常情况下，布朗汁含有约4-8％的干物质。丹麦每年大约产生200，000m3布朗汁，绿色和棕色汁可以作为肥料，然而由于对地下水的污染尤其是硝酸盐的影响导致人们制定严格的措施限制其作为肥料的使用。在丹麦，布朗汁在秋季可以施用于绿地，但在10.1-2.1期间不准使用。植物汁的问题可以通过在10.1开始将其存放在大型泻湖解决。储存会引起新的问题，布朗汁及组分化合物会造成腐败造成难闻的气味，其他的可能性也进行了研究。 如果存储不当，青草和几乎所有种类的作物都会腐败，但它们可以通过青贮或是一个自然进行的过程保存，如作物中的微生物将碳水化合物转化为酸，或加入乳酸菌。很明显，利用布朗汁作为发酵培养基进行乳酸发酵是较为合适的解决方法。 布朗汁在发酵实验中进行分析和测试，发现它是一种极好的乳酸发酵培养基。研究表明，传统的热消毒（分批灭菌121°C，20min或连续灭菌140°C，几秒钟）会引起果糖水解酶失活并造成梅拉德反应（减少内部的氨基酸和可发酵的碳水化合物），并且，热消毒增加过程的开支。在对新鲜的非热处理的布朗汁进行乳酸发酵的时，果糖被存在于其中的酶或微生物分解为单糖和二糖，随后被乳酸菌转化为乳酸。因此，该过程中，未经处理的新鲜布朗汁直接作为发酵培养基是目前最好的选择，在这过程中，一种稳健的，