專利名稱：一種微生物轉化制備乳糖酸的方法
技術領域：
本發明涉及乳糖酸的制備方法，具體涉及一種微生物轉化制備乳糖酸的方法，屬 于食品生物技術領域。
背景技術：
乳糖酸(lactobionic acid)是第三代果酸，是集延緩衰老、保濕、抗氧化和促進機 體更新等多種功效于一身的最先進果酸。由于其本身存在于機體中，所以不存在有刺激性 問題，具有優異的抗氧化能力，用在器官移植中，可防止器官受到自由基的傷害；乳糖酸還 可避免細胞膜因氧化而受到的破壞，具有極佳的保水性，是化妝品中的重要組分。乳糖酸是 器官移植緩沖液中的重要組分，和金屬螯合后的產物可降低由于離子催化產生的羥基對組 織的損傷。乳糖酸還可增加大環內酯類抗生素的溶解度，如紅霉素的乳糖酸水溶液的溶解 度比紅霉素高出50-100倍；乳糖酸的鈣鹽的溶解度較高，可用來補充鈣的吸收，也可用來 做葡萄糖酸鈣的過飽和溶液。乳糖酸可以降低酸味，減少成熟時間，在干酪和酸奶的生產 中，可促進風味，消除苦味；乳糖酸有很強的甜味，比乳酸具有更溫和、更甜的風味，可作為 酸化劑使用。乳糖酸可以促進礦物質鹽的吸收，如可通過鐵或銅的乳糖酸鈣螯合物的形式 加入飲料中，且不會增加異味和氣味，當這些金屬直接加入時，會產生不良的氣味。乳糖酸 還可作為洗滌劑的組分。在化妝品中加入乳糖酸，可抗氧化、抗衰老。乳糖酸的CAS登錄號 96-82-2。目前乳糖酸的制備有化學催化合成法以及微生物轉化法。化學催化合成法有許多 不利的因素，例如產生多種副產物和化學污染物，而形成的眾多副產物又使分離、純化步驟 變得復雜。近年來研究人員都在尋找微生物轉化法來制備乳糖酸。微生物轉化法生產乳糖 酸具有高效，低成本，轉化率高，副產物少等優點。
發明內容
本發明的目的是提供利用微生物將乳糖轉化為乳糖酸的方法。具體內容涉及利用 微生物轉化法制備乳糖酸的方法。本發明采用的微生物菌種能夠將乳糖轉化為乳糖酸，轉 化率高、副產物少，通過發酵轉化取得了顯著效果。本發明的技術方案一株微生物轉化制備乳糖酸的菌株，其分類命名為熒光假單 胞菌(/^WiZoffloaas fIuorescens^ SK 17. 001，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編 號 CCTCC NO :M 2010216。一種用所述菌株微生物轉化制備乳糖酸的方法，以CCTCC NO =M 2010216為出發 菌株，以乳糖為轉化底物，采用碳源、氮源及無機鹽組成發酵培養基，微生物轉化制備乳糖 酸，工藝為
(1)菌種采用CCTCC NO =M 2010216為出發菌株；
(2)菌種保藏所用菌種保藏在保藏培養基上保存，兩周轉接一次； 保藏培養基PDA培養基；(3)種子培養從保藏培養基轉入種子培養基需活化2次，每次30°C下培養24h ； 種子培養基的組分以g/100mL計為蔗糖3，蛋白胨1，酵母膏1，氯化鉀0. 05，磷酸氫二
鉀0. 1，硫酸鎂0. 02，硝酸鈉0. 3，以雙蒸水配制，pH 5. 5-7 ；
(4)微生物轉化將CCTCCNO =M 2010216菌株添加到發酵培養基中，利用微生物產的 糖類轉化酶將乳糖轉化為乳糖酸；
發酵培養基的組分以g/100mL計為碳源3. 0-5.0，氮源0. 5-3. 5，磷酸鉀0. 2，硫酸鎂 0. 2，硫酸錳0. 005，以雙蒸水配制，pH 6. 0-6. 2 ；
所述碳源為乳糖，所述氮源為酵母膏和/或蛋白胨；
轉化底物乳糖在培養基中的濃度為3%-10%W/V，種子培養液以6%的接種量，接入添 加不同氮源以及無機鹽組成的發酵培養基中，250 mL三角瓶裝液量為30mL;在28-30°C， 200-220 rpm的條件下培養24_60h，得到含乳糖酸的發酵液；
(5)在發酵過程中需要加入弱堿或碳酸鹽調節pH，優選的是CaC03。通過添加堿類物質 CaCO3，使得發酵過程中pH 6. 0-6. 2保持恒定，以此提高乳糖的轉化率。所述微生物轉化制備乳糖酸的方法，轉化底物乳糖在發酵培養基中的濃度優選為 3%-5%W/V，在28-30°C，200-220 rpm的條件下培養時間優選為36_60h。乳糖酸應理解為乳糖酸及其鹽類，如乳糖酸鈣。檢測乳糖酸的方法如下
取發酵液離心，上清液經微孔濾膜過濾(0. 22 μ m)，濾液經HPLC分析。HPLC條件液相 色譜儀 AgilentllOO ；色譜柱=Shodex SHlOll (8. 0X300 (mm));流動相為 0. OlN H2SO4 ；檢 測器紫外檢測器，210nm，柱溫50°C，流速0. SmL/min，進樣量10 μ L，乳糖酸標樣濃度 1%。本發明的有益效果本發明提供了一種利用微生物轉化制備乳糖酸的方法，表明 熒光假單胞菌iFseudomonas fIuorescens^ SK17. 001在乳糖濃度為3 %時，培養60h轉化 率能達到91%。乳糖濃度為10%時，培養135h，轉化率達到90%以上。生物材料樣品保藏熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens ) SK 17. 001，
已保藏于中國典型培養物保藏中心，簡稱CCTCC，保藏日期2010年9月2日，保藏編號 CCTCC NO :M 2010216。
圖1乳糖酸液相色譜圖。
具體實施例方式通過實驗，得到了影響發酵轉化乳糖酸產率的主要因素 實施例1.發酵時間對乳糖酸產量的影響
按說明書所述的發酵條件，發酵培養基中底物為3%的乳糖，通過對/^^/傭如浙 flurosecence SK17. 001在不同發酵時間產乳糖酸的檢測，發現發酵60h乳糖酸含量最高， 發酵時間對產乳糖酸的影響如表1所示。表1、3%乳糖濃度下的發酵時間對轉化產乳糖酸的影響
I時間(h)|24 |36|48 |60
權利要求
一株微生物轉化制備乳糖酸的菌株，其分類命名為熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)SK 17.001，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號CCTCC NOM 2010216。
2.一種用權利要求1所述菌株微生物轉化制備乳糖酸的方法，其特征在于以CCTCC NO =M 2010216為出發菌株，以乳糖為轉化底物，采用碳源、氮源及無機鹽組成發酵培養基， 微生物轉化制備乳糖酸，工藝為(1)菌種采用CCTCCNO =M 2010216為出發菌株；(2)菌種保藏所用菌種在保藏培養基上保存，兩周轉接一次； 保藏培養基:PDA培養基；(3)種子培養從保藏培養基轉入種子培養基需活化2次，每次30°C下培養24h ； 種子培養基的組分以g/100mL計為蔗糖3，蛋白胨1，酵母膏1，氯化鉀0. 05，磷酸氫二鉀0. 1，硫酸鎂0. 02，硝酸鈉0. 3，以雙蒸水配制，pH 5. 5-7 ；(4)微生物轉化將CCTCCNO =M 2010216菌株添加到發酵培養基中，利用微生物產的 糖類轉化酶將乳糖轉化為乳糖酸；發酵培養基的組分以g/100mL計為碳源3. 0-5.0，氮源0. 5-3. 5，磷酸鉀0. 2，硫酸鎂 0. 2，硫酸錳0. 005，以雙蒸水配制，pH 6. 0-6. 2 ；所述碳源為乳糖，所述氮源為酵母膏和/或蛋白胨；轉化底物乳糖在發酵培養基中的濃度為3%-10%W/V，種子培養液以6%的接種量，接入 添加不同氮源以及無機鹽組成的發酵培養基中，250 mL三角瓶裝液量為30mL ；在28_30°C， 200-220 rpm的條件下培養24_60h，得到含乳糖酸的發酵液；(5)在發酵過程中通過添加堿類物質CaCO3，使得發酵過程中pH6. 0-6. 2保持恒定，以 此提高乳糖的轉化率。
3.根據權利要求2所述微生物轉化制備乳糖酸的方法，其特征在于轉化底物乳糖在發 酵培養基中的濃度為3%-5%W/V，在28-30°C，200-220 rpm的條件下培養36_60h。
全文摘要
一種微生物轉化制備乳糖酸的方法，屬于食品生物技術領域。本發明提供一株微生物轉化制備乳糖酸的菌株，其分類命名為熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)SK17.001，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號CCTCCNOM2010216。用熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescence)SK17.001微生物作為菌種，以乳糖為轉化底物，添加氮源及無機鹽組成發酵培養基，微生物轉化法制備乳糖酸。在發酵過程中通過添加堿類物質CaCO3，使得發酵過程中pH保持恒定，提高乳糖的轉化率。優選條件下轉化率達到90%以上。本發明所得產品乳糖酸安全可靠，可用作醫藥中間體、食品添加劑，具有抗氧化、增強難溶礦物質的吸收等生理功能。
文檔編號C12R1/39GK101988046SQ20101050128
公開日2011年3月23日 申請日期2010年10月9日 優先權日2010年10月9日
發明者江波, 沐萬孟, 白會釵, 繆銘 申請人:江南大學