17 5L发酵罐发酵L-乳酸（综合性试验）实验指导书.doc
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本实验指导书面向生物工程专业综合性实验，介绍发酵法生产 L-乳酸的原理与同型乳酸发酵机理，给出实验器材与培养基配方、玉米糖化液制备与种子培养步骤，以及 5L 发酵罐的灭菌、接种、发酵操作与取样分析方法。
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第1页：L-乳酸发酵实验目的与原理
5L 发酵罐发酵 L-乳酸（综合性试验）
- 实验目的
- 学习掌握利用发酵法生产 L-乳酸的原理和工艺操作；熟练掌握 5L 发酵罐的结构和使用方法；掌握 L-乳酸、残糖和菌体浓度的测定方法。
- 发酵机理
- 本实验用菌为嗜热乳酸杆菌（T-1），发酵方式为同型乳酸发酵：葡萄糖经 EMP 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下还原为乳酸，1 mol 葡萄糖可生成 2 mol 乳酸，理论转化率 100%。
- 转化率判据
- 一般认为转化率在 80% 以上即为同型乳酸发酵，工业上较好的转化率可达 96%。
第2页：实验用品与操作程序
实验用品与操作方法
- 种子培养基（g/L）
- 葡萄糖（玉米糖化液）30、酵母膏 5、蛋白胨 5、CaCO3 10
- 发酵培养基（g/L）
- 葡萄糖（玉米糖化液）100、酵母膏 5、蛋白胨 5、豆浓 3；另配 8 mol/L NaOH 溶液与消泡剂
- 玉米糖化液制备
- 500 g 玉米粉加入 2000 mL 水，每 100 g 玉米加 1 mL α-淀粉酶（先加 75%），85～90℃ 保温 1 小时，煮沸后降温至 90℃ 加入余下 25% 的酶，再降温至 50～60℃ 加 5 mL 糖化酶保温 6～8 小时。
- 发酵操作
- 空消后实消（2.7 L 培养基，105℃ 灭菌 15 分钟），校正 pH 与溶氧电极，火焰保护下接入 300 mL 种子液；50℃、pH 6.0，0～20 h 通风 60 L/h、搅拌 100 r/min，20～72 h 停止通风与搅拌，以 NaOH 为中和剂，每 4 h 取样测定。
第3页：实验数据处理与结果讨论
实验数据处理
发酵培养时按一定时间间隔取样，测定并记录 L-乳酸浓度、菌体浓度（A600）与葡萄糖浓度，绘制各量随时间的变化曲线。
- 糖酸转化率（%）
- 生成 L-乳酸的克数与消耗葡萄糖克数之比的百分数。
