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凝结芽孢杆菌是一种产芽孢的革兰氏阳性乳酸生产菌,其由于发酵温度较高(≥50℃),可以有效减少染菌的风险和倒罐几率,同时大大减少发酵过程中冷却水的使用,从而达到节约生产成本的目的。为进一步增强凝结芽孢杆菌的温度耐受性,提高乳酸生产效率,以降低乳酸生产成本,本文采用了两种方法：1)常压室温等离子体(ARTP)诱变结合微孔板高通量筛选方法；2)逐步提高培养温度的进化方法。首先,通过一系列的实验从现有6株凝结芽孢杆菌中筛选出发菌株,即溴甲酚绿平板初筛、50-55℃摇瓶培养比较、5L罐试验,最终选择HL5作为适合的筛选耐高温生产L-乳酸菌株的出发株。然后考察HL5对廉价底物玉米粉、木薯粉和纤维素来源糖化液的利用情况,产酸速率分别达到4.19g/L/h、3.75g/L/h、5.00g/L/h,说明HL5具有成为乳酸工业生产菌种潜力。其次建立了基于微孔板的凝结芽孢杆菌微型化培养体系和以溴甲酚绿变色为依据的孔板高通量筛选体系。微孔板与摇瓶之间各发酵特性参数间的相关性良好,最终确定微孔板代替摇瓶进行凝结芽孢杆菌培养的可行性。通过ARTP诱变和平板初筛后,获得菌株750株,再通过孔板复筛、摇瓶验证及5L罐试验后,最终得到遗传性能稳定的耐55℃高温突变株1H6。同时通过实验室进化获得了另一突变株C。在5L罐的55℃发酵中,1H6和C的L-乳酸产量和产率分别达到112.5g/L,4.00g/L/h和115.0g/L,4.42g/L/h,较HL5分别提高12.5%,29.0%和15.0%,42.6%。最后考察了出发菌株HL5和ARTP突变株1H6、进化菌株C在55℃、高糖浓度下的发酵特性。在200g/L高糖浓度下发酵52h时,突变株1H6、C的L-乳酸产量分别为125g/L、100g/L,而HL5只有90g/L。