[發明專利]利用固定化米曲霉發酵糖蜜生產曲酸的方法

有效

• 申請號: 201310423387.7
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103436567A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 孫衛東;李軍委;唐艷瓊;戴莉;唐湘毅
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C12P17/06
• 分類號: C12P17/06;C12N11/08;C12R1/69
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術領域

本發明屬于有機酸生產技術領域，尤其涉及一種利用固定化米曲霉發酵糖蜜生產曲酸的方法。

背景技術

糖蜜是制糖行業生產過程的副產物，糖膏經過反復蒸煮結晶后剩余的一種深褐色的粘稠的液體，它含有豐富的糖類、蛋白質、維生素、生物素、胺類、色素、酚類等可溶性物質。糖蜜成分中含有蔗糖30%～40%、轉化糖12%～24%、膠體9%～11%、灰分10%～20%，營養豐富，是一種可再生資源，具有巨大的應用潛力。我國是僅次于巴西和印度的世界第三甘蔗種植大國，南方糖廠擁有非常豐富的甘蔗糖蜜資源。據國家統計局統計，2011年廣西甘蔗的種植面積為1547萬畝，甘蔗產量5700萬噸，按照每噸甘蔗產生0.03噸糖蜜計算，廣西全區各糖廠產生的糖蜜就多達170多萬噸。

糖蜜用途廣泛：早期糖蜜與其他輔料混合制成舔塊，應用于飼料行業；生產焦糖色素的原料；蔗糖分的重提取；糖蜜中含有大量的可發酵性糖以及微生物生長所需各種微量元素，還可代替淀粉、葡萄糖等原料用于發酵工業生產。國內外利用糖蜜發酵獲得的產品主要有：酒精、味精、檸檬酸、酵母、氨基酸、核糖核酸、抗生素、氫氣等。在我國，糖蜜主要用于酒精發酵和酵母生產，而隨著糖價的不斷攀升，糖蜜價格也逐漸升高，酒精生產成本相應提高，此外，高COD和BOD的酒精廢液對環境威脅巨大。因此，亟待進一步探索糖蜜的綜合利用途徑。

曲酸（Kojic?acid），學名5-羥基-2-羥甲基-1，4-吡喃酮，是曲霉屬的某些菌株以糖類為原料，經好氧發酵生產的一種弱酸性次級代謝產物。曲酸具有較強的抗菌、抗氧化、與金屬離子螯合和抑制酪氨酸酶活性的作用，也是制備增香劑麥芽酚和乙基麥芽酚的工業原料，因此，曲酸作為穩定劑、保鮮劑、護色劑、增香劑、多酚氧化酶抑制劑、農作物生長促進劑、殺蟲劑和祛斑劑等被廣泛用于食品加工、化妝品、醫藥、香料生產和農作物生產的諸多領域。

我國從上世紀80年代才開始研究曲酸產品并進行了多年研究，1997年以前，該產品一直依賴進口。目前，國內多以淀粉質為原料進行生物發酵合成曲酸，然后對發酵液進行提取精制。2001年國內曲酸需求量在25噸左右。隨著產品市場的日漸成熟，尤其是在食品添加劑和化妝品方面的廣泛應用，市場對曲酸的需求日益劇增。曲酸的應用方向研究已日趨成熟，增加產量和降低生產成本已經成為現階段科技攻關的主要方向。

固定化技術是利用物理或化學手段將游離的微生物(細胞)或酶定位于限定的空間區域，并使其保持活性且能反復利用的一種技術。它具有處理效率高、穩定性強、無二次污染、能耗低以及菌種高純高效、生物濃度高、反應易于控制、喪失活性可恢復等優點，因而越來越受到人們的重視。固定化技術最早應用于醋酸的生產，隨著技術的發展，針對米曲霉的固定化技術也應運而生，與游離細胞發酵工藝相比較，米曲霉固定化技術在發酵生產中的應用有利于實現工業生產連續化和生提高產效率，尤其能有效地解除產物抑制型發酵過程中產物的抑制效應。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低廉、步驟簡單、容易掌控的利用固定化米曲霉發酵糖蜜生產曲酸的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：利用固定化米曲霉發酵糖蜜生產曲酸的方法，以糖蜜為原料，采用固定化米曲霉發酵經酸解預處理的糖蜜。

上述利用固定化米曲霉發酵糖蜜生產曲酸的方法，包括以下步驟：

（1）米曲霉孢子的制備；

（2）米曲霉孢子懸浮液的制備；

（3）將米曲霉孢子固定到聚氨酯泡沫（低密度海綿）載體上；

（4）固定化米曲霉的準備；

（5）糖蜜的酸處理；

（6）固定化米曲霉接種到以糖蜜為原料的培養基中進行發酵產酸。

步驟（1）按以下操作進行：將米曲霉孢子劃線接種到PDA試管斜面培養基上，在溫度為30℃條件下培養4天，再將米曲霉孢子劃線接種到PDA試管斜面培養基上培養，同法反復傳代3～4代活化菌種，待孢子完全覆蓋菌絲表面，即得。

步驟（2）按以下操作進行：用無菌生理鹽水將步驟（1）獲得的米曲霉孢子洗脫下來，孢子洗脫液在超聲清洗儀中處理10s，充分打散孢子，再經4層紗布過濾除去菌絲體，將種子培養基緩慢加入到經過濾的孢子懸浮液中，使最終的孢子濃度為10⁷～10⁶個/mL，即得。