利用淀粉乳酸圆在湿合糖和淀粉培养基中进行分批发靡 摘要： 绿色作物干燥工业在丹麦使用意大利厘麦草，三叶草，紫花首葡为原料，生产绿色颗粒， 绿色作物干燥工业在绿色作物干燥前，对其加格、挤压以解决它的修濛经济问题，产生 物被称为“布朗汁”。 布朗汁是一种半常有利于乳酸发酵的培养介质。 本研究的目的是调查布明汁在案乳酸生产中的使用率，（替代小麦淀粉）以及该过程的 可行性。 一些利用淀静的乳酸衡已经被鉴别，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茵株产生©一淀粉酶和利用所有的糖适行高产量乳酸发修 的能力进行了测试， 其中乳酸南plantarum6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， 该菌株的生长率大钓为0.4/。乳酸产率0.7， 关健问：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广物燃料，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，塑料制迹消耗了其余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情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。 察吉公司。一个农业工业商业巨头，项级化工公司，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例》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推 中使用的一种石化显料聚乙烯类似。 风4的原料是植物糖面不是石化燃料，与传统塑料相比，少消耗2050%的矿物资源。 刊4可以分解成源材料进行重新利用。或是进行再循环。 由于其力学性质，A在作为食品包装方面显示出巨大的滑力。它可以阻隔潮气和空气：
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
并能产生防水博废，非常适宜用米包装水果菠菜以及液体食物。例如果汁， 风A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闲和抗氧化闲，防止某生氧化敏5物品棱破坏。 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） 纤维和制衣用的妙线，等等。 为了让刊A可以与传饶包装材料竞争，它必颈能够通过康价的原料法行生产，并且有切 实可行的反应进程。 风4是由乳酸聚合南成，乳酸可以通过化学方法合成，或是在发酵过程中产生。发醇是 通过微生物将碳水化合物如莲糖，葡萄糖或乳糖转化成理把产品的过程◆ 大部分农业残图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商进行，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，乳能菌的要求非常严格。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。核酸桁生物，维生素，无机盐脂膨酸或脂膨酸酯。当所有这些营养成分在发酵 培养基中都存在时，乳酸商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，三叶草和紫花百葡为原料，生产绿色颗 粒。每年大约有30万吨绿色颗粒被生产。绿色作物干馒工业在绿色作物干提前，对其加热， 挤压以解决它的能源经济刊圈，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,使得细围破裂和蛋白质凝结。产生的绿汁被移为布阴汁。 通常情况下，布阴汁含有约-8%的干物质。丹麦每年大约产生200,0001布朗汁，绿色和 棕色汁可以作为尼料，然而由于对地下水的污染尤其是硝酸盐的影响导玫人们制定严格的措 随限制其作为肥料的使用。在丹麦，布朗计在秋季可以能用于绿地，但在101一2.1期间不 准使用。植物汁的白题可以通过在10.1开始将其存放在大型泻湖解决。储存会引起新的间 题，布朗汁及组分化合物会造成腐败迹成难闻的气味，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成是一个自 然进行的过程保存，如作物中的微生物将孩水化合物化为酸，或如入乳酸菌。很明显，利 用布朝汁作为发酵培养基进行乳酸发酵是较为合适的解决方法： 布朗汁在发醇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
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,20mim或连续灭商10°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，热消青增加过 程的开支。在对新鲜的非热处理的有朗汁进行乳酸发解的时，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 直接作为发醇培养基是目前最好的选择，在这过程中，一种稳健的。可以快速生长并有能力 同非必须微生物进行竞争的菌株是非常必要的： 碳源-小麦淀粉 再利用布阴汁生产A的过程中，雷要加入碳源。其来源可以是另外一线废弃物。如甜 菜产糖过程中的蜜糖，乳牛业中的乳清或大豆蛋白生产过程中产生的大豆粉等，也可以是精 制糖，水解粘杆成容物。小麦与其他碳源相比具有一定的优势，其水分较蜜糖少，有更多的 热量，方便储藏和运输，糖以淀粉的形式存在，容物颗粒包含的营养易于同其他副产品分开， 如数糠等。 在微生物发酵中，小麦作为一种碳源，较其他碳源有着显著优点。容类由于其含水量比 糖蜜小的多，更加富有能量和方便运输。容物中糖以淀粉的形式存在，容物中但含了多种营 养成分。且并很容导地分离出来，并作为育品予以出售，如模、面筋和淀粉。而面前作为面 包烤制厂的原料，是其中最有利可图的部分。 淀粉一般含有两种组分：由100,000多个葡萄糖残基组成单条直链直蛙淀粉和约2040 残基藏有一个以日-1,6连接的分支，而线形畦处以▣-山，4连接的支链淀粉，而通过酸水解 或由一淀粉酶和葡萄糖淀粉酶组成的双重酶系统，这两种形式的淀粉都能够转化成可发醇 糖。 经具的乳酸发醇流程由几种仅仅加入基木的生长组分如合适的留质元素和蛋白类营养 物质，或者结合化学/酶水解的机械处理的底物预处理开始。预处理的目的是使碳源能够被 乳酸商发解所利用，这样预处理的成物作为可再生资源能雕续分解更多的聚合糖类成为单 糖。 一个过程己经被弄清楚，在这个过程中，面粉在面筋分离出来前被水解，而水解和发酵 是分开进行的。在这个过程中，商业的酶类水解了淀粉。这个流程的缺点量是酶的贵用占了 生产费用的相当一部分，并且还求其他的设备。另一个流程中，面前在淀粉水解前被从容物 中分离出来，通过丝状真商曲罚将淀粉分解成为葡萄糖。 许多分解淀翰的乳酸两己经被鉴定，而利用其中的一种菌体是在利用淀粉的乳酿发酵中 最可行的。大多数分解淀粉的乳酸菌是从热带的淀粉作物的食品发解中得来的。从贝宁玉米
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，可以快速生长并有能力 同非必须微生物进行竞争的菌株是非常必要的。 碳源-小麦淀粉 再利用布朗汁生产 PLA 的过程中，需要加入碳源。其来源可以是另外一些废弃物，如甜 菜产糖过程中的蜜糖，乳牛业中的乳清或大豆蛋白生产过程中产生的大豆粉等，也可以是精 制糖，水解秸秆或谷物。小麦与其他碳源相比具有一定的优势，其水分较蜜糖少，有更多的 热量，方便储藏和运输。糖以淀粉的形式存在，谷物颗粒包含的营养易于同其他副产品分开， 如麸糠等。 在微生物发酵中，小麦作为一种碳源，较其他碳源有着显著优点。谷类由于其含水量比 糖蜜小的多，更加富有能量和方便运输。谷物中糖以淀粉的形式存在，谷物中包含了多种营 养成分，且并很容易地分离出来，并作为商品予以出售，如糠、面筋和淀粉。而面筋作为面 包烤制厂的原料，是其中最有利可图的部分。 淀粉一般含有两种组分：由 100，000 多个葡萄糖残基组成单条直链直链淀粉和约 20~40 残基就有一个以 α-1,6 连接的分支，而线形链处以 α-1,4 连接的支链淀粉。而通过酸水解 或由 α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶组成的双重酶系统，这两种形式的淀粉都能够转化成可发酵 糖。 经典的乳酸发酵流程由几种仅仅加入基本的生长组分如合适的矿质元素和蛋白类营养 物质，或者结合化学/酶水解的机械处理的底物预处理开始。预处理的目的是使碳源能够被 乳酸菌发酵所利用，这样预处理的底物作为可再生资源能继续分解更多的聚合糖类成为单 糖。 一个过程已经被弄清楚，在这个过程中，面粉在面筋分离出来前被水解，而水解和发酵 是分开进行的。在这个过程中，商业的酶类水解了淀粉。这个流程的缺点就是酶的费用占了 生产费用的相当一部分，并且还求其他的设备。另一个流程中，面筋在淀粉水解前被从谷物 中分离出来，通过丝状真菌曲霉将淀粉分解成为葡萄糖。 许多分解淀粉的乳酸菌已经被鉴定，而利用其中的一种菌体是在利用淀粉的乳酸发酵中 最可行的。大多数分解淀粉的乳酸菌是从热带的淀粉作物的食品发酵中得来的。从贝宁玉米
酵母中分离出的发酵乳杆商0g1己被证明在淀松培界基上有0,39/h的增长率，而在不同 糖类制品的培养基中有037广0.46/h的增长率。从术薯根分离出米的植物乳杆商6在淀粉 培养基上有0,43个的增长率，而在木薯酸淀看发醒中分离的乳杆面在淀粉培养基上有 0.35/h的增长率。 在这项实验中，为了找出利用rown juice(棕汁)和小麦淀粉生产聚乳酸的合适菌株： 对大种淀粉乳酸南株进行了测试。 为了测试发酵实验中的淀静分解菌株，准备了一组合成培养基，以便作为接下来的微生 物生长的吸光度测试做对塑（由于棕汁不透明的性质，这当然在棕汁为培养基的情况下是不 可能的)。培养基中糖分的组成参型了棕汁中糖类的组成，另外还按0g/L的糖分终浓度向 其中补如了淀粉。实验中这个培养基按题如入淀粉后的棕汁成分配制，是为了检测这些混合 糖类的利用率和这些微生物的淀粉梅在这丝糖类存在的情况下的产率《淀粉利用率)。 材料和方法 雪株 Fermentations with strains of amylolytic lactic acid bacteria were perforned at Unite de recherche 106 "Nutrition.Alimemtation,Societes"Intstitute de recherche pour le developpement,IRD,Montpellier,France,who also kindly provided the amylolytic strains.Table I shows the strains tested. 发醉培养蒸 该合成培养基以葡萄糖、果糖、莲糖和淀松组成的混合物做为碳源。葡萄糖和莲糖加入 和棕汁中的葡萄糖和疏糖一样量（见表2）.均匀的棕汁中含有4.82/1的果糖和4.3/L的 果聚糖（见表2：这是由2组不月的棕汁得出来的。由于棕汁中的果聚糖（或部分果聚糖） 经常被真菌存在的条件下的酶水解成为果糖，在合成培养基中果糖的量棱定为6g/八（参照 研究中一组含高果糖的棕汁)。另外补加可溶性淀粉使糖份的终浓度为20g/。 蛋白质以大豆蛋白胞（植物蛋白）和酵母浸出液的形式被加入，矿质元素则按与S培 养基（一个完整的以葡萄糖作为碳源的A町1 ovoranst合成培养基，已经被作为培养乳酸菌的 常用培养基很多年了)相月的量加入。聚山梨醇脂90被从中除去。因为在2001年Guy0tad l0-Guyot就证实了它在用这种培养基的淀粉乳酸杆两培养中无任何作用。该含糖和淀粉 的合成培养基的组分见表2 Table 1 Amylolytic strains of Lactobacillus and Louconostoc tested on synthetic mixed sugar and starch mediun
酵母中分离出的发酵乳杆菌 Ogi E1 已被证明在淀粉培养基上有 0.39/h 的增长率，而在不同 糖类制品的培养基中有 0.37~0.46/h 的增长率。从木薯根分离出来的植物乳杆菌 A6 在淀粉 培养基上有 0.43/h 的增长率，而在木薯酸淀粉发酵中分离的乳杆菌在淀粉培养基上有 0.35/h 的增长率。 在这项实验中，为了找出利用 brown juice（棕汁）和小麦淀粉生产聚乳酸的合适菌株， 对六种淀粉乳酸菌株进行了测试。 为了测试发酵实验中的淀粉分解菌株，准备了一组合成培养基，以便作为接下来的微生 物生长的吸光度测试做对照（由于棕汁不透明的性质，这当然在棕汁为培养基的情况下是不 可能的）。培养基中糖分的组成参照了棕汁中糖类的组成，另外还按 20g/L 的糖分终浓度向 其中补加了淀粉。实验中这个培养基按照加入淀粉后的棕汁成分配制，是为了检测这些混合 糖类的利用率和这些微生物的淀粉酶在这些糖类存在的情况下的产率（淀粉利用率）。 材料和方法 菌株 Fermentations with strains of amylolytic lactic acid bacteria were performed at Unité de recherche 106 “Nutrition, Alimentation, Sociétés” Intstitute de recherche pour le développement, IRD, Montpellier, France, who also kindly provided the amylolytic strains. Table 1 shows the strains tested. 发酵培养基 该合成培养基以葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉组成的混合物做为碳源。葡萄糖和蔗糖加入 和棕汁中的葡萄糖和蔗糖一样量（见表 2）。均匀的棕汁中含有 4.8g/L 的果糖和 4.3g/L 的 果聚糖（见表 2）：这是由 42 组不同的棕汁得出来的。由于棕汁中的果聚糖（或部分果聚糖） 经常被真菌存在的条件下的酶水解成为果糖，在合成培养基中果糖的量被定为 6g/L（参照 研究中一组含高果糖的棕汁）。另外补加可溶性淀粉使糖份的终浓度为 20g/L。 蛋白质以大豆蛋白胨（植物蛋白）和酵母浸出液的形式被加入，矿质元素则按与MRS培 养基（一个完整的以葡萄糖作为碳源的Amylovorans合成培养基，已经被作为培养乳酸菌的 常用培养基很多年了）相同的量加入。聚山梨醇酯80被从中除去，因为在2001年Guyot and Morlon-Guyot就证实了它在用这种培养基的淀粉乳酸杆菌培养中无任何作用。该含糖和淀粉 的合成培养基的组分见表2 Table 1 Amylolytic strains of Lactobacillus and Leuconostoc tested on synthetic mixed sugar and starch medium
Strain Lactohacillus plantarum A Lactobacillus fermentum Ogf El Lnctohacillus mnihotivorans ND可 actohacillus amylovorans Lactobacillus amylophilus Leuconostoc St3-28 蛋白质以大豆蛋白藤和酵母抽提物的形式加入。矿物质的量和陈肉汤中的矿物质量相 同，这是一种完全的以葡萄糖作为碳源的合成培养基，它在乳酸南的培养中技常规使用了许 多年了De Man et al..1960.Teen80(吐温)80被别除出了培养基，因为Guyot and ar10 Guyot(2001)己经证明了使川这种培养基时，它对淀粉乳酸菌的生长没有影响。含 有糖和淀粉的和合成培养基的组成如表2所示
Strain Lactobacillus plantarum A6 Lactobacillus fermentum Ogi E1 Lactobacillus manihotivorans OND 30 Lactobacillus amylovorans Lactobacillus amylophilus Leuconostoc St3-28 蛋白质以大豆蛋白胨和酵母抽提物的形式加入，矿物质的量和陈肉汤中的矿物质量相 同，这是一种完全的以葡萄糖作为碳源的合成培养基，它在乳酸菌的培养中被常规使用了许 多年了(De Man et al. 1960)。Tween 80（吐温）80 被剔除出了培养基，因为 Guyot and Morlon-Guyot（2001）已经证明了使用这种培养基时，它对淀粉乳酸菌的生长没有影响。含 有糖和淀粉的和合成培养基的组成如表 2 所示
Compound Average MRS Synthetie mixed composition of broth sugar and starch brown juice (g/l) (g/1) medium (g/1) Dry matter Glucose 3 20 Fructose 48 Sucrose 2 2 Starch Fructan 43 、 1-Kestose 0.4 Total sugar 15.0 20 20 Ammonium 2.17 2.17 hydrogen citrate Sodium acetate Magnesium 0.207 0.207 sulphate 71H-0 Manganese 0.056 0056 sulphate- IHO Potassium 2.62 262 hydrogen phosphate Tween 80 Soya peptone 7 Peptone from 10 casein Meat extmet Yest 5 extmcts Table 2 Average composition of brown juice,composition of MRS broth and the synthetic mixed sugar and starch medium 发酵条件 发酵实验在001的发醇罐中进行，它的工作容积式300m1,发醇罐放在磁力提拌器上， 通过从水槽在发酵楼外围空间的流动是罐碳的温度保持在40”C。值是通过放置在发酵罐 顶富的出计来测量的，样品从发酵域底部取出（图1）。发酵罐中接种了10如112小时的 预培养液。预培养在淀粉（含有01淀粉作为唯一碳源）中进行以保证发酵罐中接 种的是有话力的淀粉水解商株。并从重复了用最好的菌株进行的发醇
发酵条件 发酵实验在 500ml 的发酵罐中进行，它的工作容积式 300ml。发酵罐放在磁力搅拌器上， 通过从水槽在发酵罐外围空间的流动是罐底的温度保持在 40°C。pH 值是通过放置在发酵罐 顶部的 pH 计来测量的，样品从发酵罐底部取出（图 1）。发酵罐中接种了 10ml 12 小时的 预培养液。预培养在 MRS 淀粉（含有 20 g/l 淀粉作为唯一碳源）中进行以保证发酵罐中接 种的是有活力的淀粉水解菌株，并从重复了用最好的菌株进行的发酵
Inoculum pH-electrode 罗r bath Sampe nit bfagnetic stirrer Fig.1 Experimental setup for batch fermentation of synthetic mixed sugar and starch medium with amylolytic lactic acid bacteria 分析方法 使用4o1分光光度计Milton Roy,Paris,France)的波长为600m的光，测定培养基 的光密度来确定微生物的生长情况。 使用酶法试剂盒(Boehringer Vanmhein/R-biophar)对乳酸、酯酸、葡萄糖、果糖、能 糖和淀粉作分析。 结果 图2表示了分批发酵曲线，这些曲线是从淀粉乳酸商在混有糖和淀粉的培养基上发酵获 得的
分析方法 使用 401 分光光度计(Milton Roy, Paris, France)的波长为 600nm 的光，测定培养基 的光密度来确定微生物的生长情况。 使用酶法试剂盒(Boehringer Mannheim/R-biopharm)对乳酸、醋酸、葡萄糖、果糖、蔗 糖和淀粉作分析。 结果 图2表示了分批发酵曲线，这些曲线是从淀粉乳酸菌在混有糖和淀粉的培养基上发酵获 得的
g1Gs由md g能州m bakh lermente 3 Lb.Plantarm A5 Tian af sy金tud 1 hp线 4 cid bactora (cxpar言sth 0 乙fawa司A人L年4 满0里1而的面 如g每wh 年o地可au 2 Lb manihotvorans ONO 30 Lb.maniho Svorans CND 30 2 3 2 LA.farmentm Ogi E1 LB.fomenume Ogi E1 0 2 0 五，L3 0 0 L态.Amy包0Ws 7 LB.amybvorus 2 5 LBam化Phuw 也.a同包hUs 519152025 05101502590 Time [h] 在这些实验中Lplantarus A6的最大的特定生长速率是0.4和0.43h”。在两个实验 中，在10小时的发酵中降到了4.5左右。生长曲线显示两个增长分阶段，有可隐是一个生 长阶段利用简单的糖类（葡萄糖，果糖和派糖），以及一个生长阶段利用淀粉，生长阶段的 转变发生在发酵后六小时。 L题nihotivorans0D30的最大特定生长速率是0.5和0.46h。d值在发酵30小到 候降至4左右，在发酵10小时候降至45左右。 L ferpentur0giEI最大特定生长速率是0.7和0.85h.在发得大约5小时候生长停止
在这些实验中L.plantarum A6 的最大的特定生长速率是0.4 和 0.43 h-1。在两个实验 中，pH在10小时的发酵中降到了4.5 左右。生长曲线显示两个增长分阶段，有可能是一个生 长阶段利用简单的糖类（葡萄糖，果糖和蔗糖），以及一个生长阶段利用淀粉。生长阶段的 转变发生在发酵后六小时。 L.manihotivorans OND 30的最大特定生长速率是0.54 和0.46 h -1。pH值在发酵30小时 候降至4左右，在发酵10小时候降至4.5左右。 L. fermentum Ogi E1 最大特定生长速率是0.7和0.85h -1。在发酵大约5小时候生长停止
了。值在发醇5到6小时候降至4，这有可能是生长停止的原因。 euconostoc St:3-28生长里L.plantarun6,L.anihotivorans0ND30 Lfernestun 0g1E1相比，显得较慢。在这次实验中这株菌的最大特定生长速率是0.25h。在发解25 到30小时候降至4. Lactobaci11 us amy lovorus和actobacillus amylophilus的生长非常援慢。 Lactobaci11 as arylovorus在这两株菌中看起来好点，培养基的plH在发酵大约0小时后降 至4，这两株商中没有一株适合用布朗汁生产乳酸。 表3表示了淀粉乳酸南发酵的有机酸和淀粉的分析， Table hoduct forruton d nyudicniddu ydyie i of lacie acid bacteria Ti间 0-风中kg0 -Lacate (gt)Tog长el Aortale (T) Fme sars gluouse Fucoe Suxh (gT) g L.platanm M 021 Q18 物 4晚 33652245 6转 13B L4格 21 3格 11452235 4单 47 家为 投 4115116 417 6君 1A3 145 1% 4100 J斯 Lh0aG小D30 006 49 Q修 13 336662J川 14 6 137 LI 3前 40 1344524粉 91特 1第 355 1.m 11 4516422 657 25 5 515 11号 3身 400 2 La0g目 06 431 0% 40 3163622 42 097 184 20I 53 112330 6 明 3 61 6由 400 4555 9 3引 336 6的 63球 400 Lencssoube 93.18 028 427 0第 414 31661263 6 27 234 5边 3% 4335412 146 45 66 10到 3提 4012 55 25 68 150 1435 45T 4003 1A格 所有的商株产生几平等量的D型和L型乳酸。Lplantarun A6产生的乳酸产量大约是1A /1,这是乳酸产量的0.7。对淀粉的分析表明淀粉在一定程度上被利用了， L-anthotive0rams0D30和Leucon0 stoc St3-28不利用淀粉（培养基中淀粉的量是 9/门)，这就意珠着这生菌株虽然能产生：一淀粉酶，但在含有葡萄糖。果糖和花糖等糖 的培界基中并不利用淀粉
了。pH值在发酵5到6小时候降至4，这有可能是生长停止的原因。 Leuconostoc St3-28生长跟L. plantarum A6, L. manihotivorans OND 30 L.fermentum Ogi E1相比，显得较慢。在这次实验中这株菌的最大特定生长速率是0.25 h -1。pH在发酵25 到30小时候降至4。 Lactobacillus amylovorus和 Lactobacillus amylophilus的生长非常缓慢。 Lactobacillus amylovorus 在这两株菌中看起来好点，培养基的pH在发酵大约50小时后降 至4。这两株菌中没有一株适合用布朗汁生产乳酸。 表3表示了淀粉乳酸菌发酵的有机酸和淀粉的分析。 所有的菌株产生几乎等量的D型和L型乳酸。L.plantarum A6产生的乳酸产量大约是14 g/l,这是乳酸产量的0.7。对淀粉的分析表明淀粉在一定程度上被利用了。 L.manihotivorans OND 30 和 Leuconostoc St3-28 不利用淀粉（培养基中淀粉的量是 9 g/l），这就意味着这些菌株虽然能产生 α -淀粉酶，但在含有葡萄糖，果糖和蔗糖等糖 的培养基中并不利用淀粉
对淀粉利用最好的是L ferrentus0gE1的实验。对淀粉的分析表明淀松在发酵6小封 候就敲清耗完了。这株异质发酵茵的乳酸产量很低。只产生大约7/门的乳酸。卡尔德隆等 人在2002年，桑托等人在2003年显示当L.fersentum0g1E1在含有果糖成遂糖的培养基中 培养时会形成甘需醇，这表明果糖作为电子受体并且醋酸的产量维持在以稳定的水平。酷酸 的产生在这个实验中也被观察到了， 在Leuc0e0st0eSt3-28的发酵中，大约有14/1的乳酸产生，目是这株商在含有糖的 培养基中不利用淀粉： 在所有的淀粉乳酸菌中，L.plantarua6是唯一一种既有很好的乳酸产量又能利月淀 粉的细菌。 讨论 六株淀粉乳酸简进行了检测，在这些菌株中，L.plantaru6是唯一一种既有根好的 乳酸产量又能利用淀粉的细商。这株菌的特定生长速率是0,41'，这说明在未灭菌的布明汁 中，它可能不够键壮来和其它微生物竞争。 为了能利用任何一株淀粉菌来从布朝汁和小麦淀粉发酵生产聚乳酸，应进行过程的优化 以改蓉菌株的性能，L,plantarum6是可以用在优化后发酵的茵株。因为它在混有糖和淀 粉的培养基上有很好的乳酸产量。Lmanihotivorans0D30和Leuconostoc S13-28在含有 糖的培养基中不能利用淀粉，L,fermentun0gE1是异质发丽，因此，乳酸的产量很低。 Lplantarun6适合用作第二阶段乳酸发酵，在发解过程中，小麦淀粉添加到已酸化 的布阴汁培养基中（酸化由快速生长的南株完成）。但是在为生产聚乳酸而进行的乳酸生产 中，费用要保特在最低水平以使该过程可行，面两步发解可能会很昂贵。另一种可能性是混 合培养，这可能是将来一个很有意义的研究项目。 参考文献 Akerberg C.Zacchi G (2000)An economical evaluation of the fermentative production of lactic acids fron wheat flour.In:Akerberg C (ed)Modelling and optinisatioe of integrated biotechnical processes,application to the fermentative production of lactic acid from wheat flour.Department of Chemical Engineering 1. Lund University.Sweden: Andersen M.Kiel P (2000)Integrated utilisation of green biomass in the green biorefinery.Ind Crops Prod 11:129-137: Calderon M.Loiseau G.Guyot JP (2002)Fermentat ion by Lactobacillus fersentum
对淀粉利用最好的是L. fermentum Ogi E1的实验。对淀粉的分析表明淀粉在发酵6小时 候就被消耗完了。这株异质发酵菌的乳酸产量很低，只产生大约7 g/l的乳酸。卡尔德隆等 人在2002年，桑托等人在2003年显示当L. fermentum Ogi E1 在含有果糖或蔗糖的培养基中 培养时会形成甘露醇，这表明果糖作为电子受体并且醋酸的产量维持在以稳定的水平。醋酸 的产生在这个实验中也被观察到了。 在Leuconostoc St3-28的发酵中，大约有14 g/l 的乳酸产生，但是这株菌在含有糖的 培养基中不利用淀粉。 在所有的淀粉乳酸菌中，L. plantarum A6 是唯一一种既有很好的乳酸产量又能利用淀 粉的细菌。 讨论 六株淀粉乳酸菌进行了检测，在这些菌株中，L. plantarum A6 是唯一一种既有很好的 乳酸产量又能利用淀粉的细菌。这株菌的特定生长速率是0.41h -1，这说明在未灭菌的布朗汁 中，它可能不够健壮来和其它微生物竞争。 为了能利用任何一株淀粉菌来从布朗汁和小麦淀粉发酵生产聚乳酸，应进行过程的优化 以改善菌株的性能。L. plantarum A6 是可以用在优化后发酵的菌株，因为它在混有糖和淀 粉的培养基上有很好的乳酸产量。L.manihotivorans OND 30和Leuconostoc St3-28 在含有 糖的培养基中不能利用淀粉，L. fermentum Ogi E1 是异质发酵，因此，乳酸的产量很低。 L. plantarum A6 适合用作第二阶段乳酸发酵，在发酵过程中，小麦淀粉添加到已酸化 的布朗汁培养基中（酸化由快速生长的菌株完成）。但是在为生产聚乳酸而进行的乳酸生产 中，费用要保持在最低水平以使该过程可行，而两步发酵可能会很昂贵。另一种可能性是混 合培养，这可能是将来一个很有意义的研究项目。 参考文献 Akerberg C, Zacchi G (2000) An economical evaluation of the fermentative production of lactic acids from wheat flour. In: Akerberg C (ed) Modelling and optimisation of integrated biotechnical processes, application to the fermentative production of lactic acid from wheat flour. Department of Chemical Engineering 1. Lund University, Sweden; Andersen M, Kiel P (2000) Integrated utilisation of green biomass in the green biorefinery. Ind Crops Prod 11:129–137; Calderon M, Loiseau G, Guyot JP (2002) Fermentation by Lactobacillus fermentum