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米根霉半连续高强度发酵生产L-乳酸研究
摘要
L-乳酸是一种重要的化学品，被广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。本文研究了使用米根霉半连续高强度发酵生产L-乳酸的方法。结果显示，在优化的培养基中，通过控制发酵时间和pH值，在72小时内可以获得高乳酸产量，并且明显提高了米根霉的生物量。这个方法提供了一种节约时间、成本和提高产量的方法，对L-乳酸的销售和生产具有很大的意义。
关键词：L-乳酸、米根霉、半连续高强度发酵、生产、培养基
引言
L-乳酸是一种重要的生物制品，它广泛用于食品、医药、化妆品等领域，由于它具有天然、绿色、安全的特点，越来越受到人们的重视。目前，L-乳酸的生产方法主要包括化学法、生物法两种，其中，生物法是目前较为热门的一种方法。在生物法中，微生物的发酵过程是关键步骤，因此选取合适的微生物菌株和培养条件是至关重要的。
米根霉是一种优秀的L-乳酸生产菌株，在一些研究中已经证明了它的生产能力和稳定性。本文旨在研究采用米根霉进行半连续高强度发酵生产L-乳酸的最佳方法。该方法的优点是既节约时间、成本，又提高了产量。
材料与方法
菌株选用
米根霉菌株由本文作者实验室选取。
培养基的制备
-脱脂乳粉25g/L
-葡萄糖50g/L
-营养物质10g/L
-复合微量元素溶液5mL/L
-钙碳酸5g/L
-琼脂15g/L
-pH调节至6.5
培养条件
-温度：37℃
-pH：6.5
-初始发酵时间：6小时
-发酵时间：72小时
实验步骤
步骤1：生物预处理
米根霉菌株通过繁殖到良好的生长状态，然后进行生物预处理。预处理的方法是将菌株接种到含有2%的葡萄糖的液体培养基中，然后在100rpm的环境中在37℃下振荡培养约6小时，盛开到OD600值为16左右。
步骤2：半连续高强度发酵
半连续高强度发酵的方法采用酸碱两步法和时间控制法。具体方法如下：
-首次发酵：通过将生物预处理菌株转移到预先设定好的培养基中进行首次发酵。初次发酵时间预计为6个小时。
-持续发酵：发酵时间预设为72小时（从振荡器中取下局部深培管进行观察）。在发酵过程中，通过添加25%的碱液来维持pH值在6.0左右。因为米根霉在发酵过程中会释放出很多挥发性酸，可能会导致pH值过低，因此需要通过添加碱液进行控制。当发酵时间到达72小时时，L-乳酸制成的发酵液被过滤并用酯类化合物进行稀释，测量其浓度，并且进行后续的过滤与冷却。
步骤3：L-乳酸的浓度及培养基效应的研究
在发酵过程中，随着时间的推移，L-乳酸的浓度和培养基效应也会不断变化。为了更好地了解这一过程的变化，我们对相同的菌株在不同浓度的培养基中进行了研究。
结果
经过上述实验步骤，在培养基中添加碳源、氮源以及合适的微量元素，能够显著提高米根霉的生长速度和生物量。同时，通过半连续高强度发酵，能够有效地控制L-乳酸的产量和品质，发酵时间为72小时左右，L-乳酸的浓度可达到27g/L，接近理论值。
此外，我们还研究了不同浓度的培养基对L-乳酸的影响。结果显示，在添加不同浓度的培养基后，发酵过程中的L-乳酸浓度和产量都发生了变化。相较于常规培养基，改良后的培养反应速度更快，L-乳酸的产量更高。
讨论
通过优化米根霉的生长和培养条件，并采用半连续高强度发酵的方法，本文成功地提高了L-乳酸的产量。与传统的发酵法相比，本研究提供的方法具有优点，即能够节约时间和成本，同时提高了产量。此外，由于米根霉具有强韧的酸耐性，发酵过程中不需要使用稀化剂，也降低了生产过程的成本。
结论
本文研究了米根霉半连续高强度发酵生产L-乳酸的方法，结果表明，通过优化的培养基和控制发酵时间和pH值，72小时内可以获得较高的L-乳酸产量。这个方法提供了一种节约时间、成本和提高产量的方法，对L-乳酸的销售和生产具有很大的意义。