米根霉菌球体单罐半连续高强度发酵高光学纯度L－乳酸新工艺方法

摘要

本发明公开了米根霉菌球体单罐半连续高强度发酵高光学纯度L－乳酸新工艺方法，涉及如下步骤：(1)制备高密度高活性米根霉孢子乳悬液，(2)米根霉菌球体细胞无菌转接至500L机械搅拌罐的扩培，(3)500L罐单罐首批发酵，(4)500L罐单罐重复发酵，(5)500L罐单罐连续进行15批次半连续高强度发酵。本发酵工艺方法中悬浮培养体系所形成菌球体的形状规则、大小较均一；能够成功实现反复发酵，节约菌体消耗的N源及其它无机盐，降低发酵成本；其发酵周期短，发酵强度大，适于工业生产；所形成的产物L－乳酸光学纯度均在99.5％以上，满足食品医药要求，完全适于制备高质量聚L－乳酸。

主权项

1.米根霉菌球体单罐半连续高强度发酵高光学纯度L-乳酸新工艺方法，其特征在于包括如下工艺步骤：A、制备高密度高活性米根霉孢子乳悬液：将米根霉孢子接种于10L机械搅拌发酵罐的液体培养基中，温度为32℃，通气流量2.0L/(L·min)，搅拌线速度2.4m/s，培养24小时，得到形态规则、颗粒均匀的高密度高活性米根霉菌球体细胞；其液体培养基由下列重量配比的物质组成：葡萄糖120g/L，硫酸铵4g/L，磷酸二氢钾0.3g/L，磷酸二氢钠0.3g/L，硫酸锌0.44g/L，硫酸镁0.25g/L，硫酸亚铁0.01g/L；液体培养基体积为7.5L；B、米根霉菌球体细胞的扩培：将10L高密度高活性米根霉菌球体细胞无菌转接至500L机械搅拌罐的液体培养基中，温度为32℃，增大通气流量至3.0L/(L·min)，增大搅拌线速度至3.6m/s，24小时实现菌球体细胞的更新与扩培，菌球体密度超过104个/L，制得500L罐的米根霉菌球体细胞；其液体培养基同A步骤中的液体培养基；C、500L罐单罐首批发酵：将上述制得的500L罐米根霉菌球体细胞，在温度为32℃、控制通气2.0L/(L·min)条件下，培养24小时至44小时，通过流加中和剂氢氧化钙控制发酵液pH为5.5，发酵结束后正压放料375L，截流米根霉菌球体，首批罐发酵得产物L-乳酸，浓度112g/L；D、500L罐单罐重复发酵：向含有截流米根霉菌球体的500L罐体内正压补入新培养基375L，在0小时至4小时内，通气和线速度分别为3.0L/(L·min)和3.6m/s，在其后的20小时内，通气和线速度分别为2.0L/(L·min)和2.4m/s，发酵结束后无菌正压放料375L，截流米根霉菌球体，得发酵产物L-乳酸，浓度113g/L；新培养基由下列重量配比的物质组成：葡萄糖120g/L，硫酸铵0.5g/L，磷酸二氢钾0.05g/L，磷酸二氢钠0.05g/L，硫酸锌0.04g/L，硫酸镁0.02g/L，硫酸亚铁0.01g/L，新培养基体积为375L；E、500L罐单罐连续进行15批次的半连续高强度发酵：连续进行15批次的与D步骤相同单罐半连续发酵，每次重复发酵的装液系数为0.75，每次无菌正压放料排出发酵液375L，再向罐内正压补入新培养基375L；15批次的重复发酵过程中，培养基和培养条件均同步骤D；发酵结束后得发酵产物L-乳酸，其浓度为113g/L；每批次产酸稳定在110g/L以上，发酵强度稳定在4.50g/(h·L)以上，细胞活力保持在90％以上，得到光学纯度在99.5％以上的L-乳酸。