米根霉L-(+)-乳酸发酵新工艺探讨

L- ( + )-乳酸是f种重要的化学品，在食品、医药及化工领域有着广泛的用途。L-(+ )-乳酸的生产可由化学合成法和发酵法两种方法实现。发酵法生产L- ( + )-乳酸的菌种主要有细菌和真菌两类微生物，其中真菌自身能够产生淀粉酶和糖化酶，可直接利用淀粉质原料进行发酵；发醉生产的L- ( + )-乳酸纯浄度较高，I f l丨高光学纯度的L- ( + )-乳酸是生产可生物降解高分子材料——聚乳酸所必需的。因而近丨•几年来，利用根霉发酵生产L- ( + )-乳酸的研究受到国内外学者的普遍重视。

聚乳酸能否在市场上取代聚乙烯等塑料产品取决于聚乳酸的原料——L- ( + )-乳酸的生产成本能否有效降低。近年来人们在以米根霉为菌种发酵初级农产品生产L - ( + )-乳酸研究中，围绕菌种改良、发酵工艺条件优化以及反应器的选择进行了大量的探索，然ifn住发酵工艺方法上始终没有实现有效的突破。

米根霉具有较强的淀粉酶和糖化酶活性，可以直接发酵淀粉质原料生产L- ( + )-乳酸，佴按照传统的灭菌思路对发酵基质进行灭_处理，蒸煮灭菌过程中导致基质糊化，基质浓度较高时，冷却后变成凝胶状而固化，通气、传质能力下降甚至丧失，以致于不能进行直接发酵。

如何解决淀粉质原料蒸煮灭菌冷却后呈凝胶状固化而不能被直接发酵的问题？我们在灭菌思路上进行了思索和实验探讨。我们设讣了两个思路：其.是将发酵基质与水I分开灭菌，冷却后混合，使基质在液相中呈悬浊液状，然后进行接种发酵。这样，淀粉质原料细d、颗粒上的蜡质等起到了米根霉固定化载体的作用，使菌丝体呈/』、球状均匀分散在发酵基质中。这种工艺解决了蒸煮灭菌基质糊化固化不能被直接发酵的问题，省去了分步发酵需要液化、糖化等工艺步骤，对于有效降低L- ( + )-乳酸的生产成本具有重要意义；其:i是采用生料发酵，用抗生素抑制杂菌生长。生料发酵是指各种原料不经过蒸煮，糊化直接将生料淀粉质原料进行发酵的过程。与传统熟料发酵相比，生料发酵条件温和，免除了原料的蒸煮.搅拌、输送，冷却水的使用和发酵设备的灭阑等，节省了大量的能源及成本费用。生料发酵省去了蒸煮灭菌过程，基质中必定存在各种微生物，影响并干扰发酵的正常进行，因此，生料发酵成功的关键是能否对杂菌的生长进行有效抑制。我们采用了几种常见的抗生素来抑制杂菌的生长，取得了很好的实验结果。生料发酵在酿酒和制醋等领诚巳得到广泛研究应用，然而生料发酵生产L- ( + )-乳酸的技术还罕见有文献报道。

我们通过米根霉L - ( + )-乳酸发酵的两种灭菌新思路，建立了两种新的工艺方法，省去了很多中间环节，使工艺简化，降低了能耗，对于降低L- ( + )-乳酸的生产成本具有重要意义，具有较高的应用价值。

作者参与了广东省科技计划项目《米根霉发酵生产L-( + )-乳酸的研究》，主持了东莞市科技讣划项目《玉米粉米根霉直接发酵生产L - ( + )-乳酸的研究》工作。近年来，以降低发酵成本为宗旨，围绕工艺条件的优化.发酵基质的选择以及灭菌工艺的创新等进行了大量的研究工作。目前，本项目组共发表论文5篇，获得国家授权发明专利系项。