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本文对L-乳酸产生菌进行了化学诱变选育,并对突变株的发酵条件进行了优化,最后对出发菌株和诱变菌株的代谢流量分布进行了研究。主要内容和结果如下:⑴以干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)G-02为出发菌株,经硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)诱变处理,以高温、高糖培养基进行逐级筛选,最终得到一株L-乳酸高产突变株G-04。在原始发酵条件和培养基下L-乳酸产量由98.6g/L提高到142.6g/L。⑵对突变株G-04的种子培养基进行了优化,确定了最佳的碳氮源组合:葡萄糖30g/L、玉米浆30g/L、蛋白胨10g/L、酵母膏5g/L。并且利用单因素实验考察了温度、种龄、接种量、碳源、氮源等因素对发酵产酸的影响。根据单因素实验结果,选取影响L-乳酸生产的7个实验因素采用Plackett-Burman实验法进行了分析,确定出对产酸影响最显著的3个实验因素。然后通过Box-Behnken响应面优化方法对这3个因素进行优化。最终确定了最佳的培养基组成和摇瓶发酵条件为:葡萄糖169.2g/L、玉米浆40.1g/L、酵母膏5.2g/L、MgSO4·7H2O 0.3g/L、MnSO4·4H2O 0.05g/L、吐温-80 1g/L、CaCO3 90g/L、种龄10h、接种量8%、装液量为50mL/250mL、温度41℃。菌株G-04在以上发酵条件下L-乳酸的产量为155.0g/L。⑶根据前期优化结果,考察了菌株G-04的7L发酵罐初步发酵工艺。分析了不同中和剂、通风方式和分批补料方式对L-乳酸发酵的影响。结果表明:以NaOH为中和剂时,前期加入40g/L的CaCO3将有助于发酵产酸;发酵过程中维持0.25VVM的通风量效果最佳;采用两次补糖策略优于分批发酵。最终7L罐发酵L-乳酸产量为180.5g/L。⑷分析比较了出发菌株G-02和突变菌株G-04在发酵不同时间段的代谢流量分布情况。结果表明:突变株相比于出发菌株,糖酵解途径代谢流量变化不显著;乙酸和苹果酸支路流量下降较显著;L-乳酸支路流量在30h比12h提高显著;葡萄糖消耗速率也有明显提高。并且发现丙酮酸节点为干酪乳杆菌合成L-乳酸中易调控的节点。