[發(fā)明專利]采用發(fā)酵法制備核糖醇的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810023596.1
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN101260414A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李良智;芮新生;萬屹東;元英進(jìn);尤吉;王偉
• 申請（專利權(quán)）人: 常茂生物化學(xué)工程股份有限公司
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12R1/645
• 代理公司: 常州市天龍專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 夏海初

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種核糖醇的制備工藝，具體涉及一種采用發(fā)酵法制備核糖醇的制備工藝。屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

核糖醇是制備高價(jià)值非天然糖的重要起始原料，它可以經(jīng)微生物酶反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化制得L-核糖或通過微生物脫氫制備成L-核酮糖后再異構(gòu)化成L-核糖。而近年來非天然的L-型糖和它們的改性核苷類似物因其潛在的生物學(xué)活性和低毒性已經(jīng)開始備受很多研究者的關(guān)注，如稀有L-戊糖(L-核糖、L-木糖等)已用于制備具有抗HIV病毒作用的核甘類似物，目前多個(gè)L-核糖的核甘類似物已經(jīng)處于II期或者III臨床。可以預(yù)見，隨著L-核糖等的核甘類似物作為新型抗病毒藥物的發(fā)展，核糖醇亦必將具有廣闊的市場前景。

目前，核糖醇的制備通常是采用化學(xué)方法將D-核糖還原得到。然而，D-核糖在醫(yī)藥工業(yè)中本身即可以作為藥物直接用于疾病治療，又可以作為前體物質(zhì)合成其他藥物，因而D-核糖價(jià)格相對較高。另一方面，在核糖醇的化學(xué)制備過程中D-核糖的氫化需要高溫高壓，且有機(jī)溶煤又給后處理和環(huán)保帶來了麻煩而且花費(fèi)昂貴。因此，為適應(yīng)市場、綠色工藝等多方面的需求，發(fā)展生物技術(shù)直接將廉價(jià)的可再生資源如葡萄糖轉(zhuǎn)化成核糖醇具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。

1998年日本專利(JP10210994)公布了菌種Trichosporonoides搖瓶發(fā)酵廉價(jià)糖生產(chǎn)核糖醇的方法。其工藝特征在于用葡萄糖一步發(fā)酵制得核糖醇。其中不可避免產(chǎn)生大量赤蘚糖醇和甘油等副產(chǎn)物。1999年日本專利(JP11137285)進(jìn)一步公布了以葡萄糖為原料，采用菌種Trichosporonoidesoedocephalis?ATCC?16958發(fā)酵生產(chǎn)核糖醇的方法，其主要工藝特征是利用高濃度葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)核糖醇，產(chǎn)物分離采用鋁型、錳等強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂對核糖醇進(jìn)行分離，此工藝特征同樣不可避免的產(chǎn)生甘油等副產(chǎn)物，同時(shí)分離成本相對較高。同年，日本專利(JP11004699)公布了核糖醇的分離和回收工藝，其工藝特征在于將菌體細(xì)胞除去后，在發(fā)酵清液中添加熟石灰后過濾，后加甲醇等小分子醇到濾液中將核糖醇沉淀，此工藝過程產(chǎn)生大量二氧化碳，分離過程醇用量較大，產(chǎn)品純度較離子交換樹脂分離得到的產(chǎn)品低，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。此外，1999年日本專利(JP11215981)還公布了生產(chǎn)核糖醇的培養(yǎng)基，主要工藝特征在于利用魚肉萃取物、大豆粉、脫脂大豆粉、或棉籽蛋白等作為氮源來生產(chǎn)核糖醇。

到目前為止，除上述專利外，國內(nèi)外尚未見有其它以葡萄糖為原料，采用發(fā)酵法制備核糖醇制備工藝的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種制備工藝比較簡單，制成品質(zhì)量穩(wěn)定，制備成本比較低，基本無三廢排放的采用發(fā)酵法制備核糖醇的制備工藝。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的總體構(gòu)想是，以可再生的價(jià)格低廉的葡萄糖為原料，選用高滲酵母球頭三型孢菌(Tricnosporonoides?oedocephaIis)為出發(fā)菌株，依次按照菌種制備，種子培養(yǎng)和發(fā)酵三個(gè)步驟進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。而在其發(fā)酵培養(yǎng)過程中，采取分段攪拌措施，控制其發(fā)酵過程的溶氧量；同時(shí)采取分段補(bǔ)料措施，通過分段攪拌和分段補(bǔ)料，營造符合菌種微生物的培養(yǎng)、繁殖和有利于發(fā)酵制備核糖醇的條件，聯(lián)合調(diào)控發(fā)酵液中的核糖醇和副產(chǎn)品甘油的濃度；且通過發(fā)酵液的提純，制取高品質(zhì)、高純度白色結(jié)晶核糖醇。

有鑒于上述構(gòu)想，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是：

一種采用發(fā)酵法制備核糖醇的制備工藝，以葡萄糖為原料，以高滲酵母球頭三型孢菌為出發(fā)菌株，依次按照菌種制備，種子培養(yǎng)和發(fā)酵三個(gè)步驟進(jìn)行，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：

a、所述發(fā)酵步驟，是將步驟2所制備的種子液與含有葡萄糖的發(fā)酵培養(yǎng)基按1～10％體積比，接種于已滅菌的裝有所述發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐內(nèi)，實(shí)施攪拌發(fā)酵培養(yǎng)，制取發(fā)酵液；

b、所述發(fā)酵培養(yǎng)是在罐壓為0～1Mpa，溫度為25～40℃，溶解氧為5～95％，PH為4～7的工藝條件下進(jìn)行的；發(fā)酵培養(yǎng)過程的時(shí)間為80～160h，至其葡萄糖的殘?zhí)橇俊?.3％時(shí)發(fā)酵結(jié)束；

c、所述發(fā)酵過程的攪拌為分段攪拌；前30h的攪拌轉(zhuǎn)速控制在200～600rpm范圍內(nèi)，溶解氧控制在65～95％范圍內(nèi)；30h后的攪拌轉(zhuǎn)速控制在100～300rpm范圍內(nèi)，溶解氧控制在5～65％范圍內(nèi)。

上述技術(shù)方案所涉及的菌種制備，可采用通常的方式，即將其所述菌株接種斜面，在25～35℃恒溫條件下，培養(yǎng)90～100h后，在1～4℃溫度條件下保存待用。