共固定化细胞发酵纤维素水解液产乳酸的研究

摘要

在纤维素的酶法水解过程中，通常由于纤维素酶系中纤维二糖酶的不足造成纤维二糖的累积，而酶解产物纤维二糖和葡萄糖的累积又会对纤维素酶的催化反应产生明显的反馈抑制作用。本文将富含纤维二糖酶的黑曲霉（Aspergillus niger ZU-12）孢子和德氏乳酸杆菌（Lactobacillus delbrium）一起包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中，利用共固定化细胞转化纤维素水解液生产乳酸。研究结果表明：共固定化细胞中的纤维二糖酶可以将纤维素水解液中存在的纤维二糖迅速水解成葡萄糖，而固定化乳酸杆菌又能将葡萄糖迅速转化成乳酸。共固定化细胞的最适作用温度为48 ℃，在纤维素水解液（总还原糖浓度为49.4 g/L）中协同反应48h，生成的乳酸浓度为41.7 g/L。在重复分批协同反应工艺中，共固定化细胞性能稳定，可重复利用12 批以上。这一研究成果在促进可再生纤维素资源的开发利用方面具有重要意义。