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结冷胶固定化保加利亚乳杆菌及在玉米秸秆连续发酵D-乳酸中的应用

Immobilization of Lactobacillus bulgaricus with gellan gum and its application in continuous fermentation of D-lactic acid from corn straw

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秸秆生物炼制化学品是解决秸秆资源利用附加值低、减轻秸秆焚烧带来的环境污染的主要方法之一.本研究制备了结冷胶固定化保加利亚乳酸杆菌(Lactobacillus bulgaricus)T15凝胶珠(结冷胶-T15凝胶珠),并对其性质进行表征,建立了结冷胶-T15凝胶珠固定化细胞循环连续发酵产D-乳酸发酵工艺.结冷胶-T15凝胶珠的断裂应力为(91.68±0.11)kPa,较海藻酸钙固定化T15凝胶珠(海藻酸钙-T15凝胶珠)提高了 125.12％,表明结冷胶-T15凝胶珠的强度更强.以结冷胶-T15凝胶珠为出发菌株,葡萄糖为发酵基质,10批次循环(720 h)发酵,其D-乳酸最高批次产量为(72.90±2.79)g/L,较海藻酸钙-T15凝胶珠提高了 33.85％,较游离T15提高了 37.70％.将葡萄糖更换为玉米秸秆酶解液,使用结冷胶-T15凝胶珠进行10批次循环(240 h)发酵,D-乳酸生产强度可达(1.74±0.79)g/(L·h),远高于游离菌.10批次循环发酵后结冷胶-T15凝胶珠磨损率小于5％,表明结冷胶是一种细胞固定化的良好载体,可广泛应用于细胞固定化工业发酵领域.本研究为细胞循环发酵产D-乳酸工业化生产提供基础数据,为玉米秸秆生物炼制D-乳酸提供了新途径.

郭勇鑫、王刚、李柯欣、韩嘉棋、陈欢、张斯童、李艳丽、陈光

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吉林农业大学生命科学学院,吉林长春130118

教育部秸秆综合利用与黑土地保护重点实验室,吉林长春130118

海藻酸钙 结冷胶 保加利亚乳杆菌 固定化 循环发酵 玉米秸秆

吉林省重点研发计划

202000402097NC

2023

10.13345/j.cjb.220542

生物工程学报
中国科学院微生物研究所 中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.641
ISSN：1000-3061
年,卷(期)：2023.39(3)
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