1、乳酸是三大有機酸之一，用途極其廣泛。近年來，隨著乳酸及其衍生物應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，乳酸的需求量也持續(xù)增長。但以葡萄糖、淀粉等為原料的傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵工業(yè)，受限于原料成本的增長，發(fā)展空間有限。如果以生物柴油產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物粗甘油為底物，可望大大降低乳酸發(fā)酵的生產(chǎn)成本。
　　本研究以實驗室篩選的一株戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus R3-8)為出發(fā)菌株，以工業(yè)粗甘油為底物，高效發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，為實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

2、
　　本文研究內(nèi)容分為三個部分:菌株的代謝進化、提高菌株生長水平以及利用纖維床生物反應(yīng)器固定化菌體進行發(fā)酵。主要研究方案和結(jié)果如下:
　　一、培養(yǎng)基中添加高濃度的粗甘油和乳酸代謝進化出發(fā)菌株Lactobacilluspentosus R3-8。通過分別測定含高濃度粗甘油或乳酸培養(yǎng)基中不同進化代數(shù)菌株的生長曲線，發(fā)現(xiàn)代謝進化可以使菌株耐受130 g/L的粗甘油或20g/L的乳酸。
　　二、通過在培養(yǎng)基中添加不同種類、不同

3、濃度的金屬離子，提高菌株的生長水平，從而促進乳酸的發(fā)酵水平。研究表明培養(yǎng)基中加入濃度10 mg/L以上的Mn2+對菌體生長和發(fā)酵水平均有促進作用。此外，相比NaOH溶液，氨水更適合用于發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH。經(jīng)過96 h的分批發(fā)酵，乳酸可達46.4 g/L，甘油的轉(zhuǎn)化率達到0.996 g/g，生產(chǎn)強度為0.48 g/L/h。經(jīng)220 h的補料分批發(fā)酵，乳酸濃度可達83.8 g/L，乳酸對甘油的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)強度分別為0.978 g/g和

4、0.43g/L/h。
　　三、利用纖維床生物反應(yīng)器將戊糖乳桿菌細胞固定化，并進行了分批發(fā)酵、補料分批發(fā)酵和連續(xù)重復(fù)分批發(fā)酵的考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　(1)與游離細胞發(fā)酵相比，利用固定化細胞可以顯著短縮分批發(fā)酵的時間，提高乳酸的生產(chǎn)強度，通過固定化細胞分批發(fā)酵，乳酸產(chǎn)量可達50.7 g/L，最大產(chǎn)率可達1.83 g/L/h，甘油轉(zhuǎn)化率為0.947 g/g;
　　(2)通過固定化補料分批發(fā)酵，得到最高乳酸濃度88.5 g/L