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苯乳酸(Phenyllactic Acid,PLA),也称β-苯乳酸或3-苯基乳酸,是近来年发现的一种新型天然防腐剂。苯乳酸的合成方法主要有化学法和生物合成法两种,生物法又可分为微生物发酵法和酶法合成法。本实验通过复合诱变育种的方法,研究了硫酸二乙酯-紫外复合诱变与亚硝基胍-紫外复合诱变的适宜诱变条件选育高产苯乳酸菌株,通过单因素试验与旋转组合试验对工业化发酵培养基及发酵条件进行了优化,确定了苯乳酸工业化发酵培养基最佳配方及最佳发酵条件,为苯乳酸工业化发酵生产提供了技术依靠。研究内容及结果如下:1.植物乳杆菌NY-34的硫酸二乙酯-紫外复合诱变选育以本实验室自主分离的植物乳杆菌NY-34为出发菌株,通过硫酸二乙酯-紫外复合诱变,采用双层平板拮抗法和牛津杯法筛选突变菌株。试验结果表明,用体积分数0.9g/L的硫酸二乙酯诱变20min,紫外线照射100s的复合诱变试验,获得一株抑菌效果好的且菌液发酵产苯乳酸的量最高的突变株UD-27,测得其苯乳酸产量为683mg/L,比原始菌株产量246mg/L提高2.78倍,通过遗传稳定性试验证明其遗传性质稳定。2.植物乳杆菌NY-34的亚硝基胍-紫外复合诱变选育以NY-34为出发菌株,以抑菌效价为检测指标,通过亚硝基胍-紫外复合诱变,采用双层平板拮抗法和牛津杯法筛选突变菌株。试验结果表明,亚硝基胍浓度为3g/L,诱变时间为40min,紫外照射时间为90s时获得一株苯乳酸产量最高的变异株UN-30,苯乳酸产量达712mg/L,比出发菌株产量246mg/L提高近3倍,通过遗传稳定性试验证明其遗传性质稳定。3.突变菌株UN-30的工业化发酵培养基及发酵条件的优化以突变菌株UN-30为生产菌株,采用单因素试验、二次旋转正交试验、响应面实验设计对生产发酵培养基中各种配料、辅料等添加量以及发酵条件进行了优化。确定的发酵培养基最佳配方为:葡萄糖0.43%、糖蜜9.12%、玉米浆6.49%、硫酸镁0.48%、磷酸氢二钾0.12%、苯丙氨酸1.52%、乙酸钠2.1%、CaCO31.5%、吐温-800.1%、酵母膏0.5%,柠檬酸二胺0.2%。确定的发酵条件为:发酵时间72h,接种量5%,发酵温度32℃,摇床转数160r/min,初始pH7.0,装液量36%。30L发酵罐放大培养,发酵后苯乳酸产量达到2890mg/L,与未优化前的712m g/L相比,产量提高了4倍。结论:通过对NY-34菌株进行硫酸二乙酯-紫外、亚硝基胍-紫外复合诱变,得到了性状稳定、苯乳酸产量高的突变菌株,利用该菌株对生产发酵培养基及其发酵条件进行优化,确定了生产培养基的配方及发酵技术参数,使突变菌株的苯乳酸生产能力大大提高。此研究可为苯乳酸工业化生产提供优良菌种和基础数据。