PLA由乳酸聚合而成

1、PLAPLA由乳酸聚合而成，乳酸可以通过化学方法合成，或是在发酵过程中产生。发酵是通过微生物将碳水化合物如蔗糖，葡萄糖或乳糖转化成理想产品的过程。大部分农业残留物中包含有碳水化合物 ，这为发酵利用农业残留物提供了基础。乳酸发酵通常利用乳酸菌，包括几个生理，代谢和营养需要上相近的几个属 ，都产生乳酸作为主要的或是唯一的终产物，代谢过程中不需要氧气 。乳酸菌对营养条件要求比较严格，需要多种生长因子如氨基酸，多肽，核酸衍生物，维生素，无机盐脂肪酸或脂肪酸酯等。布朗汁 在丹麦，绿色作物干燥工业使用一些植物作为原料，生产绿色颗粒。该过程中通过对原料加压、加热，会产生一些植物汁液，被称为布朗汁。通常有干物

2、重量的3-8，可以作为肥料，但对环境会有一些影响，使用受到限制。人们尝试利用它进行发酵，发现它是一种极好的乳酸发酵培养基。 传统发酵在培养基灭菌的过程中会使得果糖水解酶失活，并造成梅拉德反应（氨基酸以及供发酵的碳水化合物损失），使用新鲜的不经热处理的布朗汁发酵，果糖可被分解并转化为乳酸，微生物可以充分利用培养基中的碳水化合物进行发酵。 在此过程中，一种稳健的，可以快速生长并有能力同非必须微生物进行竞争的菌株是非常必要的。 碳源-小麦淀粉 发酵过程需要补充碳源，可以是其他产业的一些废弃物。如甜菜产糖过程中的蜜糖，乳牛业中的乳清或大豆蛋白生产过程中产生的大豆粉等 。小麦与其他碳源相比具有一定的优势

3、，其水分较蜜糖少，有更多的热量，方便储藏和运输。糖以淀粉的形式存在，谷物颗粒包含的营养易于同其他副产品分开，如麸糠等。 在微生物发酵中，小麦作为一种碳源，较其他碳源有着显著优点。谷类由于其含水量比糖蜜小的多，更加富有能量和方便运输。谷物中糖以淀粉的形式存在，谷物中包含了多种营养成分，且并很容易地分离出来，并作为商品予以出售，如糠、面筋和淀粉。而面筋作为面包烤制厂的原料，是其中最有利可图的部分。 淀粉一般含有两种组分：由100，000多个葡萄糖残基组成单条直链的直链淀粉和约2040残基就有一个以-1,6连接的分支，而线形链处以-1,4连接的支链淀粉。而通过酸水解或由-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶组成的双

4、重酶系统，这两种形式的淀粉都能够转化成可发酵糖。 经典的乳酸发酵流程由几种仅仅加入基本的生长组分，如合适的矿质元素和蛋白类营养物质，或者结合化学/酶水解的机械处理的底物预处理开始。预处理的目的是使碳源能够被乳酸菌发酵所利用，这样预处理的底物作为可再生资源能继续分解更多的聚合糖类成为单糖。 一个过程已经被弄清楚，在这个过程中，面粉在面筋分离出来前被水解，而水解和发酵是分开进行的。在这个过程中，商业的酶类水解了淀粉。这个流程的缺点就是酶的费用占了生产费用的相当一部分，并且还求其他的设备。另一个流程中，面筋在淀粉水解前被从谷物中分离出来，通过丝状真菌曲霉将淀粉分解成为葡萄糖。 许多分解淀粉的乳酸菌已

5、经被鉴定，而利用其中的一种菌体来发酵是在利用淀粉的乳酸发酵的最可行的方案。大多数分解淀粉的乳酸菌是从热带的淀粉作物的食品发酵中得来的。从贝宁玉米酵母中分离出的发酵乳杆菌Ogi E1已被证明在淀粉培养基上有0.39/h的增长率，而在不同糖类制品的培养基中有0.370.46/h的增长率。从木薯根分离出来的植物乳杆菌A6在淀粉培养基上有0.43/h的增长率，而在木薯酸淀粉发酵中分离的乳杆菌在淀粉培养基上有0.35/h的增长率。 在这项实验中，为了找出利用brown juice（棕汁）和小麦淀粉生产聚乳酸的合适菌株，对六种淀粉乳酸菌株进行了测试。 为了测试发酵实验中的淀粉分解菌株，准备了一组合成培养基

6、，以便作为接下来的微生物生长的吸光度测试做对照（由于棕汁不透明的性质，这当然在棕汁为培养基的情况下是不可能的）。培养基中糖分的组成参照了棕汁中糖类的组成，另外还按20g/L的糖分终浓度向其中补加了淀粉。实验中这个培养基按照加入淀粉后的棕汁成分配制，是为了检测这些混合糖类的利用率和这些微生物的淀粉酶在这些糖类存在的情况下的产率（淀粉利用率）。材料和方法：材料和方法：菌株菌株 淀粉乳酸菌的发酵实验在法国（？Unit de recherche 106 “Nutrition, Alimentation, Socits” Intstitute de recherche pour le dveloppem

7、ent, IRD, Montpellier ）研究所被做过，他们也热心地提供了这些淀粉分解菌株，表1中列出了本实验所用菌株。 发酵培养基：发酵培养基： 该合成培养基以葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉组成的混合物做为碳源。葡萄糖和蔗糖加入和棕汁中的葡萄糖和蔗糖一样量（见表2）。均匀的棕汁中含有4.8g/L的果糖和4.3g/L的果聚糖（见表2）：这是由42组不同的棕汁得出来的。由于棕汁中的果聚糖（或部分果聚糖）经常被真菌存在的条件下的酶水解成为果糖，在合成培养基中果糖的量被定为6g/L（参照研究中一组含高果糖的棕汁）。另外补加可溶性淀粉使糖份的终浓度为20g/L。 蛋白质以大豆蛋白胨（植物蛋白）和酵母浸出

8、液的形式被加入，矿质元素则按与MRS培养基（一个完整的以葡萄糖作为碳源的Amylovorans合成培养基，已经被作为培养乳酸菌的常用培养基很多年了）相同的量加入。聚山梨醇酯80被从中除去，因为在2001年Guyot and Morlon-Guyot就证实了它在用这种培养基的淀粉乳酸杆菌培养中无任何作用。该含糖和淀粉的合成培养基的组分见表2表表1 用混合糖和淀粉的合成培养来培养的淀粉分解的乳酸菌株和囊球菌株Strain Lactobacillus plantarum A6 Lactobacillus fermentum Ogi E1 Lactobacillus manihotivorans ON

9、D 30Lactobacillus amylovoransLactobacillus amylophilusLeuconostoc St3-28表表2 棕汁、MRS液体培养基和糖淀粉培养基成分组成 结果分批发酵曲线：包含生长曲线和pH值（未加控制）的变化 1. L.plantarum A6 （两组） Time(h) In（OD） pH特点：最大特定生长速率是0.4 和 0.43 h-1； pH在10小时的发酵中降到了4.5 左右 碳源转变 单糖 淀粉（6小时） 2. L.manihotivorans OND 30 （两组） Time(h) In(OD) pH特点：最大特定生长速率是0.54 和

10、0.46h-1 pH值 4.5（10小时） 4（30小时） 3. L. fermentum Ogi E1 （两组） Time(h) In（OD） pH特点：最大特定生长速率是0.7和0.85h-1 发酵5小时后死亡 pH值 4（56小时） pH可能导致其死亡4. Leuconostoc St3-28 （一组） Time(h) In（OD） pH特点：相对较慢 最大特定生长速率是0.25 h-1 pH值 4（2530小时） 5. Lactobacillus amylovorus （一组） Time（h） In(OD) pH特点：生长很缓慢 pH值 4（50小时） 不适合布朗汁发酵生产乳酸6. L

11、actobacillus amylophilus Time(h) In(OD） pH特点：生长很缓慢 pH值 4（50小时） 不适合布朗汁发酵生产乳酸有机酸和淀粉分析 1. L.plantarum A6：乳酸产量大约是14 g/l 在一定程度上利用了淀粉2. L.manihotivorans OND 30 Leuconostoc St3-28 能产生 -淀粉酶，但在含有葡萄糖，果糖 和蔗糖等糖的培养基中并不利用淀粉 3. L. fermentum Ogi 对淀粉利用最好，6小时候淀粉消耗完全 乳酸产量很低，约7 g/l 在含果糖或蔗糖的培养基形成甘露醇 有醋酸产生4. Leuconostoc St3-28 乳酸产量为14 g/l 在含糖培养基中不利用淀粉 结论：L. plantarum A6 是唯一的既有很好的乳酸产量 又能利用淀粉讨论1.L. plantarum A6 既有很好的乳酸产量又能利用淀粉 生长速率是0.41h-1。2.优化发酵过程改善菌株性能，L. plantarum A6 可做此菌株，它在混有糖和