一株凝结芽孢杆菌及使用该菌同步糖化共发酵木质纤维素生产乳酸的集成工艺

一株凝结芽孢杆菌及其使用该菌同步糖化共发酵木质纤维素生产乳酸的集成方法，属于生物化工领域。本发明使用从土壤中分离得到的一株凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CGMCC No.7635生物转化木质纤维素生产乳酸。本发明方法的优点在于此菌株具备高温发酵特性，对木质纤维素水解液中发酵抑制物耐受能力强，并且能高效利用己糖、戊糖和纤维二糖生产乳酸。该发明工艺，以凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CGMCC No.7635为菌种，可以将原料预处理、木质纤维素酸解液发酵和纤维素糖化发酵工艺集成，省去了固液分离、料液脱毒步骤。该方法能简化操作工艺、节省设备投资、提高发酵效率，实现木质纤维素高值化应用，具有重要的工业应用前景。

1.一株发酵产乳酸的菌株，其分类命名为凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans），保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，编号为CGMCC No.7635。
2.一种同步糖化共发酵木质纤维素生产乳酸的集成工艺，其特征在于：以权利要求1所述的菌株为发酵菌种，以木质纤维素为原料，将原料预处理、木质纤维素酸解液利用和纤维素糖化发酵工艺相集成，其具体的步骤为：（1）木质纤维素的预处理将木质纤维素原料粉碎，采用稀碱液、稀酸液或者蒸汽爆破方法处理，得到木质纤维素预处理料液，其中液体中含有可发酵的还原糖，固形物主要为纤维素；（2）同步糖化共发酵产乳酸调节步骤（1）得到的木质纤维素预处理料液的pH，接入权利要求1所述的菌株和氮源，启动发酵，发酵过程分为阶段I和阶段II：发酵阶段I在一定的温度、搅拌速度下进行；待发酵液的pH值降到一定值后进入发酵阶段II，向发酵体系加入纤维素酶，在一定的温度、搅拌速度、pH值和发酵时间下进行发酵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所用的木质纤维素是玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、甘蔗渣、草类以及阔叶树或针叶树的木屑。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的木质纤维素预处理料液的pH为5.0～7.5之间。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所使用的氮源是指：酵母粉5～15g/L，胰蛋白胨5～15g/L和玉米浆干粉5～20g/L中的一种或其任意重量比例组合至总浓度5～30g/L。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中发酵阶段I所述的温度为45～58℃之间，搅拌速度为100～300rpm之间。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中发酵阶段I所述的发酵液的pH值降到4.5～5.5后进入发酵阶段II。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中发酵阶段II所述的温度为48～52℃，搅拌速度为50～200rpm，pH值为4.5～5.5之间，发酵时间为50～120小时；所使用的pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硫酸或者磷酸。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所使用纤维素酶用量为10～20FPU/g纤维素。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中整个操作过程为开放式，不必采用无菌操作方式。