孙 研,王永红

(华东理工大学，生物反应器工程国家重点实验室,上海 200237)

乳酸分子式为CH3CHOHCOOH,根据旋光性可分为 L 型和 D 型,乳酸是一种多用途的有机酸,在食品、医药、纺织、皮革及其他化工领域有着广泛的应用[1-2]。目前,乳酸工业的巨大潜力在于用乳酸生产可生物合成和生物降解的聚乳酸(PLA)纤维产品[3-4]。

凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)是一种产乳酸的兼性厌氧菌,属于革兰氏阳性菌,相比于传统的乳酸菌,凝结芽孢杆菌可以利用廉价原料进行乳酸发酵,同时在高温、不灭菌情况下可以生产具有高光学纯度的L-乳酸[5],这些优势可以有效降低乳酸的生产成本。凝结芽孢杆菌作为一种工业乳酸生产菌株,生产过程以玉米粉/淀粉水解液为底物进行发酵,其中,水解产物包含多种碳源,碳源组分含量由高到低分别为:葡萄糖、异麦芽糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、麦芽三糖、海藻糖、麦芽四糖和麦芽酮糖[6]。这些糖类在发酵过程中并不能完全被消耗掉,发酵液的残糖主要包括异麦芽糖和蔗糖。由于残糖会增加乳酸分离纯化的难度[7],因此有效地降低残糖并使其转化为乳酸是关键工作。

分解代谢阻遏效应广泛存在于细菌发酵过程中,细菌在多种碳源共存的环境中优先利用一种(通常是葡萄糖)的现象[8],马婉晴等[9]已阐明大肠杆菌葡萄糖-乳糖分解代谢产物阻遏效应原理,潘柯莉等[10]对大肠杆菌pgi基因的敲除从而解除分解代谢阻遏,Mohamed等[11]通过选择合适的葡萄糖和木糖碳源组成比例来达到消除葡萄糖代谢阻遏效应这一效果。……