全 文 ：芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备 !（"）"乳酸的研究
丁子建#，柏中中#，孙志浩$，欧阳平凯#，何冰芳#!
（# %南京工业大学 制药与生命科学学院，南京 $#&&&’；$ %江南大学 生物工程学院，无锡 $#(&)*）
摘 要：在国内首次报道了发酵法制备 !（"）"乳酸，采用芽孢乳杆菌（ !"#$#%&’(#)&’*%%+, +,-）从葡萄糖发酵制备 !"乳
酸。该发酵为微需氧，发酵培养基组成（. / 0）：葡萄糖 *&，酵母膏 *，玉米浆 1，23(24)5，麸皮 $，263$74( (，8684)(&，
发酵液的初始 ,3为 9-&。在最佳条件下，)9 :发酵 9$ ;可产 (&-9 . / 0的 !"乳酸，葡萄糖转化率 *9-<)=。通过离
子配位色谱分析，产物的 !"乳酸光学纯度为 ’*-&(= - - - -。
关键词：!"乳酸；葡萄糖；发酵；芽孢乳杆菌
中图分类号：>?’$#@ )；?’)’%’9 文献标识码：A 文章编号：#*9$ B )*9<（$&&(）&) B &&)& B &9
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8)% 9&*$5：!"56SYFS 6SFT；.5ZSJ+R；QRUVRHY6YFJH；!"#$#%&’(#)&’*%%+, +,-
!"乳酸（!"56SYFS 6SFT）是重要的手性中间体与有机
合成原料［#，$］。!"乳酸是多种手性物质的前体，广泛应
用于制药、高效低毒农药及除草剂、化妆品等领域的手
性合成。日本タイセル化学工业公司 #’’9年已拥有
#&Y / 6光学纯度 ’9=以上的 !"乳酸生产能力，用于制造
优良除草剂———骠马（7ZV6 LZ,RU）［)］，化学名称：（!
@）"$［("（*"氯"苯并恶唑"$"氧基）苯氧基］"丙酸乙酯。
德国 3JRS;+Y公司也开发了以 !"乳酸为原料的新型高
效除草剂———威霸（[;F, LZ,RU）［(］。钙拮抗剂降压药、
皮考啉酸衍生物以及二甲四氯丙酸、氟系除草剂等也
以高光学纯度 !"乳酸作为原料。另外乳酸还可作为聚
乳酸类高分子材料的原料［1，*］。
国际上 !"乳酸生产主要采用微生物发酵
法［9"##］。L- IRHY;FH 等利用保加利亚乳杆菌发酵得
(& . / 0 !"乳酸［#$］。‘6H 7- TR IJRU等利用左旋乳酸芽
孢杆菌发酵产 !"乳酸 #) . / 0·;［#)］。aJ+6OF 等利用
! 收稿日期：$&&("&1"$<
基金项目：国家 ’9)项目（$&&)8I9#*&&&( ）
作者简介：丁子建（#’9< b），男，硕士生，研究方向：应用微生物。
联系人：何冰芳，>R5：&$1"<)1<9))*，P"V6F5：^FH.Q6H.;RcHGZY- RTZ- SH
AZ.% $&&(
·)&·
生 物 加 工 过 程
8;FHR+R ‘JZUH65 JQ IFJ,UJSR++ PH.FHRRUFH.
第 $卷第 )期
$&&(年 <月
万方数据
菊糖芽孢乳杆菌严格同型发酵产 !"乳酸 #$ % & ’，该
菌为微需氧，产物光学纯度 #$( ! ) ! ) 以上［*+］。目
前国内尚无发酵法制备 !"乳酸的研究报道。本研
究选用芽孢乳杆菌进行 !"乳酸发酵，研究了培养条
件及培养基各成分对代谢过程的影响，以确立 !"乳
酸生产的最佳发酵条件。
! 材料与方法
*)* 菌种和培养基
本文所用菌种为芽孢乳杆菌（ "#$%$&’()$*’(+&&,-
,-)）由江南大学生物工程学院提供。种子培养
基［*+］（% & ’）：葡萄糖 *.，酵母膏 /，蛋白胨 /，0%1 2
.)1，34356*.（-78).）。基础发酵培养基［*+］（% & ’）：
葡萄糖 1.，酵母膏 /，蛋白胨 /，0%1 2 .)/，091 2 .).1，
343561.（-78).）。
*)1 培养条件
摇瓶发酵分为两步进行，首先将菌种接于装液
量为 *.. :’的 */. :’摇瓶中，石蜡液封，于 68 ;、
*/. < & :=9，培养 61 >，然后以 *1(的接种量接入装液
量为 *1. :’的 1/. :’摇瓶中，添加 +(碳酸钙，液
体石蜡封，同样条件发酵 81 >。定期取样测定发酵
液 -7、生物量 .??.9:、乳酸生产量和葡萄糖残余量。
*)6 分析方法
*)6)* 发酵液中 341 2离子的交换
采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 861。
*)6)1 产物定性测定
发酵液有机酸定性分析采用薄层色谱法，固定
相为薄层层析硅胶 @添加少量 303，展开剂为乙酸
乙酯"乙酸"水（/. A? A *.，体积比）与乳酸及其它有机
酸标准品的 /0 值比较。
产物提纯后定性分析采用核磁法。产品溶于
!15中，测定其*7"B0C及*63"B0C，并同时与乳酸纯
品的碳谱和氢谱作比较。
*)6)6 产物乳酸定量分析
采用酸碱滴定法［*/］。
*)6)+ 产物的光学纯度
采用高效液相色谱进行测定，层析柱：配位体交
换柱 DE:=F>=<4G 3H"/...（*/. :: I +)? :: J)!)，
DE:=K4 F>L:=F4G H94GM,=, DL
*). :’ & :=9，检测波长 1/+ 9:（RS），与 !"乳酸、’"乳
酸标准品色谱图比较，并对峰面积进行积分。
*)6)/ 菌体生长的生物量
采用比色法检测 .??. 9:。
*)6)? 葡萄糖含量测定
采用 DTH"+.型生物传感器进行葡萄糖氧化酶
酶电极测定。
" 结果与讨论
1)* 温度对发酵产酸的影响
芽孢乳杆菌的生长温度一般在 */ U +. ;之间［*?］，
本研究选用 1/、6.、6/、68、+. ;/个温度分别进行 81 >
发酵，考察发酵过程中菌体生物量（.??. 9:）及 !"乳酸
（!"’H）的产量，见图 *H，*T。
—!—1/ ; —"—6. ; —#—6/ ; —$—68 ; —%—+. ;
图 * 温度对菌体生长（.??. 9:）（H）及 !"乳酸产量（T）的影响
V=%)* WXXLFY QX YL:-L<4YE
1..+年 $月 丁子建等：芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备 !（"）"乳酸的研究 ·6*·
万方数据
明显受到抑制，因而菌体最适的生长温度为 !" #。
从 $% #开始 &’乳酸的生成量增长幅度较大，在
!" #时 &’乳酸产量（!!(! ) * +）达最大，但 ,- #时乳
酸产量大幅度下降。以上结果表明该菌的最佳发酵
温度为 !" #。
$($ 厌氧条件对发酵产酸的影响
芽孢乳杆菌为微需氧，属兼性厌氧菌［."］。本研
究讨论了不同溶氧条件对菌体生物量 !//- 01和 &’乳
酸产量的影响，考察了不同培养箱（静置培养）、有无
液体石蜡封层、装液量、摇床转速及有无添加玻璃珠
对菌体生长（!//- 01）及 &’乳酸产量的影响，发酵时
间均为 "$ 2。
由表 .可见，不同厌氧环境对产酸量有很大影
响。溶氧浓度高时，菌体生长受较大抑制，产酸很低；
而绝对厌氧状态的厌氧培养箱中，菌体代谢生长所需
微量氧得不到供应，生物量与产酸明显较低。摇瓶发
酵采用石蜡液封隔绝空气在旋转式摇床上进行。当
转速 .%- 3 * 140 时，&’乳酸产量 $5(% ) * +，比转速
.-- 3 * 140时产酸提高 %(" ) * +，说明一定的振荡可促
进菌体表面传质有利于发酵产酸；但继续增加转速，
其产量反而下降，有可能较大的振速破坏液体石蜡封
层，使培养基溶氧增高。装液量 .$- 1+ * $%- 1+时，&’
乳酸产量比 .-- 1+ * $%- 1+时提高 $(% ) * +，说明增加
一定的装液量能减少培养基溶氧；而装液量增加到
.%- 1+ * $%- 1+时，&’乳酸产量下降 ,(% ) * +，说明在
一定体积的容器中装液量过大对传质不利。添加 .%
颗玻璃珠可使 &’乳酸产量提高 %(6 ) * +，说明玻璃珠
不仅可以增强振荡传质效果，而且有助于 7879!粉末
向上层发酵液扩散，及时中和产生的乳酸，避免发酵
液 :;值过低抑制菌体生长。
$(! :;值对发酵产酸的影响
芽孢乳杆菌生长的 :;范围为 ,(- < 6(%［./，."］，
该菌能从葡萄糖代谢形成乳酸。因而为维持发酵过
程中菌体生长和发酵过程的最适 :;，应该同时考察
发酵初始 :;和发酵过程中缓冲体系两方面因素。
由表 $可见，初始 :;在 /(% < "(%之间菌体均
能良好生长，而 :; /(% < "(-之间对 &’乳酸的生成
最有利。:; 过低会严重影响菌体生长，同时抑制
&’乳酸的生成。为及时缓冲发酵产生的乳酸，体系
中加入 7879!固体粉末。7879!的缓冲对 &’乳酸的
生成有很大影响。质量浓度为 ,- ) * + 的产量比
$- ) * +时提高 /(/ ) * +，而继续增大质量浓度到 %- ) *
+时，菌体生物量和 &’乳酸产量无明显增加。表明
加入 7879!的量与乳酸终产量的摩尔比略大于 .时
比较适合。
表 . 不同环境对菌体生长（!//- 01）及 &’乳酸产量的影响
=8>?@ . ABB@CD EB F4BB@3@0D CE0F4D4E0G E0 >4E18GG 80F &’?8CD4C 8C4F
H4@?F
条件
&’+I *
（) * +）
!//- 01
厌氧培养箱，无石蜡封（无氧）! .-(. .(!/
一般培养箱，石蜡封（微有氧）! .5(! $(-$
一般培养箱，无石蜡封（有氧）! $(, -(-/
.$- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.-- 3 * 140，玻璃珠 $!(6 $(,!
.$- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.%- 3 * 140，玻璃珠 $5(% !(.,
.$- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.6- 3 * 140，玻璃珠 $-(% $(.-
.-- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.%- 3 * 140，玻璃珠 $"(- $(6.
.%- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.%- 3 * 140，玻璃珠 $%(- $(%!
.$- 1+ * $%- 1+，石蜡封，.%- 3 * 140 $!(" $("/
!每 !- 140手动振荡一次
表 $ 初始 :;和 7879! 浓度对菌体生长（!//- 01）及 &’乳酸
产量的影响
=8>?@ $ ABB@CD EB 404D48? :; E0 >4E18GG 80F &’?8CD4C 8C4F H4@?F
初始 :;
7879!
（) * +）
添加量
!//- 01
终 :;
"（&’+I）
*（) * +）
/J- - .J5! !J%" .,J!
/J% - $J,% !J5$ $-J,
"J- - $J/" ,J.. $$J.
"J% - $J!$ ,J$/ .6J"
"J- $- $J56 ,J$! $"J/
"J- ,- !J6- ,J6. !,J$
"J- %- !J6$ ,J6% !,J%
$(, 碳源对发酵产酸的影响
$(,(. 碳源种类对发酵产酸的影响
芽孢乳杆菌能利用的碳源范围较广，能代谢多
种糖类发酵产生 &’乳酸［./，.6］。本研究分别采用不
同的碳源（添加量均为 /- ) * +），于 !" #发酵 "$ 2。
观察各碳源对考察菌体生物量 !//- 01和 &’乳酸产量
的影响（见表 !）。
表 ! 不同碳源对菌体生长（!//- 01）及 &’乳酸产量的影响
=8>?@ ! ABB@CD EB F4BB@3@0D C83>80 GEK3C@G E0 >4E18GG 80F &’?8CD4C
8C4F H4@?F
碳源 葡萄糖 果糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 淀粉
!//- 01 ,(/ ,(-/ !(, !(%% $(65 .(%
"（&’+I）
*（) * +）
!$(% $-($ .$(! ."(, .!(, %(!
·!$· 生物加工过程 第 $卷第 !期
万方数据
由表 !可见，除可溶性淀粉外，芽孢乳杆菌在各
种碳源中均能生长。以葡萄糖或果糖为碳源时，菌
体的生物量和产酸量均较高，其中以葡萄糖为碳源
时，生物量 !""# $%（&’"）与乳酸产量（!( ) * +）均为最
高、对糖转化率 ,&-。该菌基本不代谢利用可溶性
淀粉，可能是菌体产淀粉酶低，不易使淀粉糖化所
致。
(’&’( 葡萄糖浓度对发酵产酸的影响
基础发酵培养基分别添加 &#、,#、"#、.#、/# 和
0## ) * +的葡萄糖，高浓度的适当延长发酵时间，分
别为 .(、.(、.(、/&、1"、0(# 2，考察发酵过程中菌体生
物量 !""# $%和 34乳酸产量，见图 (5和图 (6。
由图 (可见，从 &# ) * +的葡萄糖初始质量浓度
开始，菌体生物量和 34乳酸生成量随葡萄糖质量浓
度的增加而增加，在 "# ) * +时达到最大，此时菌体
生物量 !""# $%为 (’/,，34乳酸产量为 !!’/ ) * +，比 &#
) * +时产量增加了 0,’1 ) * +。当葡萄糖质量浓度超
过"# ) * +并继续升高时，生物量和 34乳酸产量随碳
源质量浓度升高反而下降，说明过量碳源抑制了菌
体的生长和代谢，产生了底物抑制现象。
—!—&# ) * + —"—,# ) * + —#—"# ) * + —$—.# ) * + —%—/# ) * + —&—0## ) * +
图 ( 葡萄糖质量浓度对菌体生长（!""# $%）（5）及 34乳酸产量（6）
78)’( 9::;<= >: )?@<>A; <>$<;$=BC=8>$ >$ D8>%CAA（5）C$E 34?C<=8< C<8E F8;?E（6）
(’, 氮源对发酵的影响
(’,’0 有机氮源对发酵产酸的影响
基础发酵培养基中分别添加：酵母膏、蛋白胨、
牛肉膏、玉米浆（稀）、玉米浆（浓）、棉粉蛋白、酵母膏
G麸皮等作为有机氮源，考察不同有机氮源及浓度
对菌体生物量 !""# $%和 34乳酸产量的影响（见表
&）。
由表 &可见，酵母膏和玉米浆（浓）的效果优于
其他氮源，有利于菌种的生长和 34乳酸的产生。酵
母膏和玉米浆（浓）两种氮源用量增加一倍时，34产
量提高较少，从降低成本考虑选用较低用量。酵母
膏 " ) * + G麸皮 ( ) * +的 34乳酸产量与酵母膏 0( ) *
+相近，可以看出麸皮 ( ) * +接近于酵母膏 " ) * +的
促进作用，可能是麸皮中含有较丰富的生长促进因
子所致。文献中未见添加麸皮的报道，本研究表明
廉价的麸皮对发酵产乳酸有很强的促进作用，同时
可降低发酵成本。故本研究把有机氮源：酵母膏、玉
米浆（浓）和麸皮作为供选择的复合氮源组分。
表 & 有机氮源对菌体生长（!""# $%）及 34乳酸产量的影响
HCD?; & 9::;<= >: >B)C$8< $8=B>);$ A>@B<;A >$ D8>%CAA C$E 34?C<=8<
C<8E F8;?E
有机氮源 质量浓度 *（) * +） !""# $% "（34+5）*（) * +）
酵母膏 0( !’!. !!’!
" !’(! (/’,
蛋白胨 0( (’,0 (,’,
" (’(1 0/’(
牛肉膏 0" !’#( !#’,
/ (’// ((’!
玉米浆（稀） "# %+ * + (’/, (.’,
!# %+ * + 0’/, 0&’/
玉米浆（浓） !" %+ * + !’,. !&’(
0/ %+ * + !’&. (.’1
棉粉蛋白 0( (’0# (!’!
" (’,0 (#’0
酵母膏 G麸皮 " G ( &’#! !&’#
(##&年 /月 丁子建等：芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备 3（4）4乳酸的研究 ·!!·
万方数据
!"#"! 无机氮源对发酵产酸的影响
在有机氮源酵母膏 $ % & ’的基础上，考察不添
加无 机 氮 源 和 分 别 添 加 ( % & ’ 的 )*+),-、
（)*+）!.,+、)*+/0时对菌体生长和 12乳酸的产量的
影响，发酵时间均为 3! 4（见表 #）。
表 # 无机氮源对菌体生长（!$$5 67）及 12乳酸产量的影响
89:0; # <==;>? @= A6@B%96A> 6A?B@%;6 C@DB>;C @6 :A@79CC 96E 1209>2
?A> 9>AE FA;0E
无机氮源
（( % & ’）
不添加 )*+),- （)*+）!.,+ )*+/0
!$$5 67 -"!5 -"35 -"## -"-#
"（12’G）&（% & ’） !H"5 -5"+ !I"( !3"!
由表 #可见，-种无机氮源对菌体生长及产 12
乳酸发酵有一定促进作用，但不显著，这可能由于每
个样品中加入了一定量的有机氮源所致。)*+),-、
（)*+）!.,+两种无机氮源对菌体生长和 12乳酸产量
有产酸量上升幅度不大，但无机氮源的成本低。
)*+),-的产酸量略高于（)*+）!.,+，因此本研究把
(% & ’的 )*+),-作为供选择的复合氮源组分之一。
!"#"- 复合氮源对发酵产酸的影响
根据有机氮源和无机氮源实验中已确定的 +种
氮源种类进行了不同的组合，测定发酵体系中生物
量及产乳酸量的影响，来确定最佳的复合氮源组合
（见表 $）。
表 $ 复合氮源对菌体生长（!$$5 67）及 12乳酸产量的影响
89:0; $ <==;>? @= >@7J@CA?; 6A?B@%;6 C@DB>;C @6 :A@79CC 96E 12
09>?A> 9>AE FA;0E
氯源及添加量 "（12’G）&（% & ’）!$$5 67
K< $ !H"5 !"+-
K< $，)*+),- ( -5"+ -"55
K< $，麸皮 ! -!"- -"!#
K< $，/.’ (5 -5"- !"HI
K< $，)*+),- (，麸皮 ! -+"3 -"3$
K< $，)*+),- (，/.’ # -!"# -"-H
K< $，)*+),- (，/.’ (5 --"$ -"#$
K< $，)*+),- (，/.’ #，麸皮 ! -$"( +"(-
K< $，)*+),- (，/.’ (5，麸皮 ! -!"H -"++
/.’ (H !3"5 !"!#
/.’ (H，)*+),- ( -5"H -"5!
/.’ (H，麸皮 ! -5"I -"53
/.’ (H，)*+),- (，麸皮 ! -+"# -"$3
/.’ (H，)*+),- (，麸皮 !，K< - --"+ -"#5
!K<（酵母膏）、L
加 )*+),-（( % & ’）、玉米浆（(5 % & ’）、麸皮（! % & ’）。
对菌体生长和产酸均有不同程度的提高，! % & ’麸皮
的效果高于前两者。其中在 (H % & ’玉米浆的基础
上添加 )*+),-或麸皮对菌体的生长和产酸也有不
同程度的提高，其中 $ % & ’酵母膏、( % & ’ )*+),-、#
% & ’玉米浆、! % & ’麸皮的复合氮源条件下，达到了
-$"( % & ’的产酸量；再增加玉米浆至 (5 % & ’，产酸量
反而下降。说明以上条件已提供了比较充足的氮源
供菌体生长和发酵。因此本研究确定芽孢乳杆菌摇
瓶发酵的最佳复合氮源组合为：酵母膏 $ % & ’、
)*+),-( % & ’、玉米浆 # % & ’、麸皮 ! % & ’。
!"#"+ 磷源对发酵产酸的影响
磷是构成核酸、磷脂的成分并参与 G8L等代谢
的重要物质。有机氮源中含有一定量的磷，但含量
往往不能满足菌体生长与发酵代谢的需要。在最适
培养基中分别添加 5、! % & ’、+ % & ’、$ % & ’磷酸二氢
钠进行摇瓶发酵，以考察磷源浓度对菌体生长及 12
乳酸产量（见表 3）。
表 3 磷酸二氢钠质量浓度对菌体生长（!$$5 67）及 12乳酸产
量的影响
89:0; 3 <==;>? @= )9*!L,+ >@6>;6?B9?A@6 @6 :A@79CC 96E 1209>?A>
9>AE FA;0E
"（)9*!L,+）&（% & ’） 5 ! + $
!$$5 67 -"!5 -"H5 +"(- +"#5
"（12’G）&（% & ’） !3"I -+"5 -$"# -("-
由表 3可见，磷酸二氢钠能明显促进菌体生长，
生物量随着添加量的增加而上升，但 12乳酸产量与
添加量不成正比；当磷酸二氢钠质量浓度高于 + % & ’
时产酸量反而下降，可能是磷质量浓度过高时引起
菌体过量生长，反而消耗了较多碳源，降低了产酸
量。因此发酵培养基中磷酸二氢钠的最适添加量定
为 + % & ’。
!"#"# 维生素对发酵产酸的影响
培养基加入有机氮后，玉米浆及麸皮对菌体生
长及产酸均有较显著的促进作用，主要可能是两者
富含各种维生素和有机酸所致。选择文献中报道有
利于产乳酸的几种维生素研究对本发酵体系的影
响［(I］，为排除有机氮中众多因素的干扰，适当降低
有机氮源浓度。在最适培养基中分别加入质量浓度
为 ("# % & ’的生物素（MA@?A6）、硫胺素（NM(）、对氨基
苯甲酸进行摇瓶发酵，考察其对菌体生长及 12乳酸
·-+· 生物加工过程 第 !卷第 -期
万方数据
产量的影响（见表 !）。
表 ! 维生素对菌体生长（!""# $%）及 &’乳酸产量的影响
()*+, ! -..,/0 1. 230)%3$ 1$ *31%)44 )$5 &’+)/03/ )/35 63,+5
维生素 生物素 硫胺素
对氨基
苯甲酸
添加量 # 789 : ; < 789 : ; < 789 : ; <
!""# $% =87> =8"= =8?" >8!
"（&’<@）;（: ; <）>"89 >!89 >A8? >98#
由表 !可见，生物素的添加显著促进了菌体生
长和产酸，因此推测玉米浆及麸皮对发酵的促进作
用主要是由于含有较丰富生物素等因子的影响所
致。
?B9B" 金属离子对发酵的影响
在最适培养基中分别添加 C,? D ?# %: ; <、E$? D
?# %: ; <、E:? D #B9 : ; <、E:? D 9 : ; <、F$? D ?# %: ; <、
G)D ? : ; <，进行摇瓶发酵，考察其对菌体生长及 &’
乳酸产量的影响（见表 H）。
表 H 金属离子对菌体生长（!""# $%）及 &’乳酸产量的影响
()*+, H -..,/0 1. %,0)+ 31$4 1$ *31%)44 )$5 &’+)/03/ )/35 63,+5
金属离子 C,? D E$? D E:? D E:? D F$? D
添加量 # ?# %: ; < ?# %: ; < #89 : ; < 9 : ; < ?# %: ; <
!""# $% =87> =8!> =8== =89= >8!> =8?>
"（&’@）
;（: ; <）
>=8= =#8A >"8" >A8" >78> >98=
由表 H可见，C,? D、E$? D和 E:? D对菌体生长和
产酸量有明显促进作用，添加 C,? D 时产酸量达到
=#BA : ; <。原因可能是：C,? D、E$? D是乳酸脱氢酶的
辅助因子，有利于菌体代谢丙酮酸生成乳酸。E:? D
能够激活 -EI途径中己糖激酶和丙酮酸激酶等多
种酶，能促进葡萄糖转化为丙酮酸，从而提高产酸水
平。F$? D和 G)D的添加对菌体生长和产酸无显著影
响。因此本研究选择在发酵培养基中添加 ?# %: ; <
C,? D、?# %: ; < E$? D和 #B9 : ; < E:? D。
?B" 发酵液有机酸定性分析
有机酸标准品的 #$ 值：乳酸 #B!，草酸 #B7!，苹
果酸 #B99，富马酸 #B>>，柠檬酸 #B="。
=! J、A? J发酵液样品的 #$ 值：#BAH、#B!，初步
确定发酵所产的有机酸为乳酸。
?BA 产物结构鉴定
产物在 &?K中溶解，故醇羟基和羧羟基上的 L
被 &取代，在氢谱上不出峰，所以产物在氢谱上只
出现两个主峰：!7B=#（甲基 ML>），!=B>9（次甲基
ML）。产物在碳谱上有 > 个主峰：! 7HBA#（甲基
ML>），!""B!9（次甲基 ML），!7A!BH?（羰基 M）。产
物的 GEN图谱与乳酸标准品的 GEN图谱吻合，证
明产物与乳酸标准品具有相同的结构。
?B! 产物的光学纯度测定
A? J 发酵液样品经阳离子交换树脂后采用
LI
收系数相近，因此可用其峰面积比值代替其含量。
发酵液样品中 &’乳酸与 <’乳酸含量分别为 H!B#?P
与 7BH!P，发酵液 &’乳酸的对映体过量值为
H"B#=P % B % B。
图 > 乳酸标准品（@）和发酵液样品（O）的 LI
! 结 论
（7）通过对培养条件的研究，确定了芽孢乳杆菌
发酵产 &’乳酸的最佳发酵温度为 >A U，最佳初始
QL为 "B9 V AB#，同时需要添加 M)MK>以缓冲发酵过
程中生成的乳酸，该菌发酵为微需氧发酵，采用液体
石蜡封层有效地控制了发酵液的溶氧量，同时又能
及时排除 M)MK> 中和后产生的 MK?，促进了 &’乳酸
的生成。通过调整转速、装液量等因素提高了传质、
?##=年 !月 丁子建等：芽孢乳杆菌发酵葡萄糖制备 &（’）’乳酸的研究 ·>9·
万方数据
促进了菌体生长和产酸量。
（!）通过对培养基成份中碳源及氮源的研讨，确
立了 "#乳酸发酵生产的最佳发酵培养基配方（$ %
&）：葡萄糖 ’(，酵母膏 ’，)*+),-.，玉米浆 /，麸皮 !，
)0*!1,++，202,-+(，3*45(。复合氮源使用玉米浆、
)*+),-和麸皮，减少酵母膏的用量，可大大降低发
酵成本。
（-）在以上所确定的最佳条件下，-4 6发酵 4!
7可产 +(54 $ % & 的 "#乳酸，对葡萄糖摩尔转化率
’45448，产物 "#乳酸的光学纯度为 9’5(+8 ! 5 ! 5。
为国内 "#乳酸发酵的研究和应用奠定了基础。
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·-’· 生物加工过程 第 !卷第 -期
万方数据