專利名稱：利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種采用發酵合成所需的化合物的方法。
背景技術：
木糖醇(xylitol)是一種五碳糖醇，分子式為C5H12O5，相對分子量為152.15。它是人和動物碳水化合物代謝的普通中間產物，并廣泛存在于各種水果和蔬菜中，但其含量很低，故從植物中直接提取木糖醇較為困難，所以目前工業生產上仍以木糖氫化的方法生產木糖醇，采用該方法需要高溫、高壓，對生產工藝條件要求高；加氫沒有選擇性，產生的雜質多，使產品的提取和精制困難。使用現有生產工藝的成本較高，制約了木糖醇應用市場的開拓。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，利用酵母菌采用發酵法生產木糖醇，生產工藝條件簡單、控制方便、提取和精制容易，生產成本低。
本發明的整體生產工藝是A、將原始菌種制成斜面菌種；B、將A步驟中制備的斜面菌種經擴大培養制成種子液；C、將B步驟中制備的種子液按種子液發酵培養基為5％-10％的接種量接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列組分(g/L)木糖120-180硫酸鎂1-4磷酸二氫鉀0.6-1.4玉米漿4-8 酵母膏5-10發酵培養基的pH為4-6，發酵條件為溫度28-34℃，發酵周期為64-72小時，在發酵進行至18-20小時之前，通氣量為4-8m3/h，在發酵18-20小時后至發酵終點，通氣量為2-6m3/h，攪拌轉速為100-150r/min；D、將發酵液離心，分離上清液并脫色、濃縮后經離子交換，將離子交換后的液體進行濃縮、結晶得到木糖醇晶體。
本發明的具體工藝條件和工藝配比是所述的A步驟中斜面菌種的制備過程中的培養基選用5-10°Be麥汁固體培養基。
B步驟中的擴大培養包括一級擴大培養和二級擴大培養，將斜面菌種接入一級擴大培養的培養基經發酵制成一級種子，其中一級擴大培養中培養基選用3-6°Be麥汁，培養條件為溫度28-34℃，培養周期12-18小時。
所述的二級擴大培養中的培養基包括下列組分(g/L)木 糖 20-40 玉米漿4-8 酵母膏 5-10硫酸鎂 1-4磷酸二氫鉀0.6-1.4尿素15-25二級擴大培養的培養基的pH為4-6，將一級種子接入二級擴大培養的培養基經發酵制成二級種子，接種量為一級種子二級擴大培養的培養基為5-10％，培養條件為溫度28-34℃，培養周期為16-24小時。
二級擴大培養和發酵過程的培養基中所用的酵母膏還可以選用蛋白胨、牛肉膏或無機銨鹽中的一種替代。
所述的銨鹽選用硫酸銨、硝酸銨、氯化銨中的一種。
所述的脫色方法選用活性炭脫色，脫色后濃縮比例為12-20％。
原始菌種選用假絲酵母屬(Candida)中的季也蒙假絲酵母(C.guilliermondii)、熱帶假絲酵母(C.Tropicalis)、莫格假絲酵母(C.mogii)一種。
本發明所取得的技術進步在于本發明的整體生產工藝過程反應溫和，生產工藝條件中不需要高溫、高壓，由于微生物菌種的特性和微生物酶作用的專一性，反應的終產物單一，使得提取和精制容易，生產成本低。同時發酵液進行離心后的剩余物的主要成分為單細胞蛋白，其蛋白質含量高且營養豐富，可進一步進行開發利用加工(如飼料蛋白)。
以下結合實施例對本發明做進一步描述本實施例的整體工藝步驟如下A、將原始菌種制成斜面菌種；B、將A步驟中制備的斜面菌種經擴大培養制成種子液；C、將B步驟中制備的種子液按種子液發酵培養基為5％-10％的接種量接入發酵培養基接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列組分(g/L)
木糖130硫酸鎂3磷酸二氫鉀1玉米漿 5 酵母膏6發酵培養基的pH為5，發酵條件為溫度30℃，發酵周期為70小時，在發酵進行至18小時之前，通氣量為5m3/h，在發酵18小時后至發酵終點，通氣量為3m3/h，攪拌轉速為120r/min；D、將發酵液離心，分離上清液并脫色、濃縮后經離子交換，將離子交換后的液體進行濃縮、結晶得到木糖醇晶體。
本實施例中的具體工藝步驟和工藝條件是所述的A步驟中斜面菌種的制備過程中的培養基選用7°Be麥汁固體培養基。
B步驟中的擴大培養包括一級擴大培養和二級擴大培養，將斜面菌種接入一級擴大培養的培養基經發酵制成一級種子，其中一級擴大培養中培養基選用4°Be麥汁，培養條件為溫度30℃，培養周期15小時。
所述的二級擴大培養中的培養基包括下列組分(g/L)木糖30 玉米漿6 酵母膏7硫酸鎂 3磷酸二氫鉀0.8尿 素18二級擴大培養的培養基的pH為4.5，將一級種子接入二級擴大培養的培養基經發酵制成二級種子，接種量為一級種子二級擴大培養的培養基為6％，培養條件為溫度30℃，培養周期為18小時。
二級擴大培養和發酵過程的培養基中所用的酵母膏還可以選用蛋白胨、牛肉膏或無機銨鹽中的一種替代。
所述的銨鹽選用硫酸銨。
所述的脫色方法選用活性炭脫色，脫色后濃縮比例為15％。
原始菌種選用假絲酵母屬(Candida)中的季也蒙假絲酵母(C.guilliermondii)。
權利要求
1.利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于它包括下列工藝步驟A、將原始菌種制成斜面菌種；B、將A步驟中制備的斜面菌種經擴大培養制成種子液；C、將B步驟中制備的種子液按種子液發酵培養基為5％-10％的接種量接入發酵培養基接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列組分(g/L)木糖120-180硫酸鎂1-4磷酸二氫鉀0.6-1.4玉米漿4-8 酵母膏5-10發酵培養基的pH為4-6，發酵條件為溫度28-34℃，發酵周期為64-72小時，在發酵進行至18-20小時之前，通氣量為4-8m3/h，在發酵18-20小時后至發酵終點，通氣量為2-6m3/h，攪拌轉速為100-150r/min；D、將發酵液離心，分離上清液并脫色、濃縮后經離子交換，將離子交換后的液體進行濃縮、結晶得到木糖醇晶體。
2.根據權利要求1所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的A步驟中斜面菌種的制備過程中的培養基選用5-10°Be麥汁固體培養基。
3.根據權利要求1所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的B步驟中的擴大培養包括一級擴大培養和二級擴大培養，將斜面菌種接入一級擴大培養的培養基經發酵制成一級種子，其中一級擴大培養中培養基選用3-6°Be麥汁，培養條件為溫度28-34℃，培養周期12-18小時。
4.根據權利要求3所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的二級擴大培養中的培養基包括下列組分(g/L)木糖 20-40玉米漿4-8 酵母膏5-10硫酸鎂 1-4磷酸二氫鉀0.6-1.4尿素15-25二級擴大培養的培養基的PH為4-6，將一級種子接入二級擴大培養的培養基經發酵制成二級種子，接種量為一級種子二級擴大培養的培養基為5-10％，培養條件為溫度28-34℃，培養周期為16-24小時。
5.根據權利要求1或4所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的酵母膏還可以選用蛋白胨、牛肉膏或無機銨鹽中的一種替代。
6.根據權利要求5所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的銨鹽選用硫酸銨、硝酸銨、氯化銨中的一種。
7.根據權利要求1所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的脫色方法選用活性炭脫色，脫色后濃縮比例為12-20％。
8.根據權利要求1所述的利用酵母菌發酵制備木糖醇的方法，其特征在于所述的原始菌種選用假絲酵母屬(Candida)中的季也蒙假絲酵母(C.guilliermondii)、熱帶假絲酵母(C.Tropicalis)、莫格假絲酵母(C.mogii)一種。
全文摘要
本發明涉及一種采用發酵合成所需的化合物的方法。它主要包括斜面菌種的制備、種子液的制備、將種子液接入發酵培養基進行發酵及提取等工藝步驟，本發明解決了現有技術生產工藝條件要求高；加氫沒有選擇性，產生的雜質多，使產品的提取和精制困難，生產成本較高等缺點，具有生產工藝過程反應溫和，生產工藝條件中不需要高溫、高壓，由于微生物菌種的特性和微生物酶作用的專一性，反應的終產物單一，使得提取和精制容易，生產成本低。同時發酵液進行離心后的剩余物的主要成分為單細胞蛋白，其蛋白質含量高且營養豐富，可進一步進行開發利用加工(如飼料蛋白)。
文檔編號C12P7/02GK1400311SQ0213232
公開日2003年3月5日 申請日期2002年8月27日 優先權日2002年8月27日
發明者張利平, 馮婕, 呂志堂, 朱路甲, 吳繼標, 郭立格, 陳冠華, 王來福, 王清州 申請人:河北大學, 河北寶碩股份公司糖酵分公司