植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是一种多功能乳酸菌,所产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)具有很多优良功能特性.但发酵生产EPS时,原料和操作成本高,EPS产量低限制了其工业化应用.该研究在5 L罐中,使用常规流加发酵、生物催化、生物催化结合液液萃取和基于pH-Stat自动流加葡萄糖法的反复生物催化等策略发酵,旨在提高EPS产量、降低原料和操作成本.其中,生物催化法仅使用葡萄糖即可将EPS质量浓度提升至3.34 g/L,较摇瓶发酵水平提高110％.使用基于pH-Stat自动流加葡萄糖法的反复生物催化策略,可以连续回用各反复发酵中的残存细胞,第2次反复发酵批次的EPS质量浓度达到3.33 g/L.由于在收集处理细胞时,细胞总量下降,导致EPS产量下降,但EPS/细胞量不变,细胞活性稳定.可以通过加大首批次发酵的装液量、提高细胞总量,解决EPS产量不断下降的问题.用基于pH-Stat法的反复生物催化策略进行EPS发酵,提升了EPS产量,省去了昂贵MRS培养基的使用,降低了原料成本,实现了自动化控制.该发酵策略还可联产具有一定价值的副产物40 g/L DL-乳酸.

植物乳杆菌;胞外多糖;DL-乳酸;生物催化;pH-Stat

江南大学 生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏 无锡,214122;南京林业大学 轻工与食品学院,木质纤维功能材料国际联合研究实验室,江苏 南京,210037

[1]卫津宇;陈东;李程程;史仲平-.产功能性胞外多糖及DL-乳酸的植物乳杆菌的高效发酵和应用)[J].食品与发酵工业,2022(03):20-29

生物催化法

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