[發明專利]基于多形漢遜酵母的D-阿拉伯糖醇生產方法

有效

• 申請號: 201410216345.0
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103981224A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 錢衛東;寧肖肖;趙德志;蔡長龍;毛培宏;王婷
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12R1/78
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及生物發酵技術領域，特別涉及一種多形漢遜酵母(Hansenula?polymorpha，H.polymorpha)DL-1發酵生產D-阿拉伯糖醇的方法。

背景技術

D-阿拉伯糖醇(D-arabitol)是一種五碳多元糖醇。其分子式是C₅H₁₂O₅，相對分子量是152.12，熔點為103℃，旋光度為130℃，常溫下為白色柱狀結晶，易溶于水，不溶于乙醚。多元糖醇是指糖的羰基經過加氫生成的一類多元醇。D-阿拉伯糖醇在醫藥、食品、化工等領域具有越來越廣泛的應用。D-arabitol主要存在于蘑菇類和地衣類生物中，但是含量很低，不能滿足日益增長的市場需求。

目前，D-arabitol的生產方法主要是通過化學合成法生產，即將阿拉伯糖在高溫高壓下催化加氫得到D-阿拉伯糖醇。這種方法需要在高溫高壓下進行反應，對設備條件要求較高，而且加氫沒有選擇性，產生的雜質較多，導致后續提取分離工藝繁瑣。此外，該方法生產成本高、污染嚴重。

鑒于化學合成方法存在的缺點，人們將目光逐漸轉移到生物發酵法。生物發酵法具有成本較低，易于高密度發酵，節能環保等優點。生物發酵法生產D-阿拉伯糖醇常用的菌株一般都是耐高滲酵母。這主要由于耐高滲酵母在高滲環境中能夠代謝產生多元糖醇，實現保護處于高滲條件下生長的細胞的目的。目前用于生產D-阿拉伯糖醇的菌株主要來源于漢遜酵母屬(Hansenula)、畢赤酵母屬(Pichia)、假絲酵母屬(candida)、接合酵母屬(Zygosaccharomyces)和德巴利氏酵母屬(Debaryomyces)。

漢遜酵母屬中的多形漢遜酵母(Hansenula?polymorpha)屬于耐熱酵母，最高可在49℃條件下生長，易于高密度發酵。值得注意的是，相對較高的培養溫度有利于減少大規模發酵培養過程中污染雜菌的可能性。此外，多形漢遜酵母是一種兼性需氧酵母，pH最適范圍為2.5～8.0，可以在廉價的非選擇性培養基中生長，生產成本較低。因此，多形漢遜酵母是當前國際公認的理想細胞工廠之一，可廣泛用于生產高附加值的食品和醫藥產品。

除個別研究者利用酵母菌對葡萄糖進行轉化生產D-阿拉伯糖醇，轉化效率可達到50～60％(江寧等，發明專利，CN1286306A)以外，目前現有利用生物發酵法生產D-阿拉伯糖醇的葡萄糖轉化率為30～40％，這對生物糖醇工業發展有重要意義。但仍存在無菌要求高、后期分離要求高等缺點，這也限制了生物糖醇的發展。此外，目前的生物轉化法未充分利用發酵條件變化對酵母細胞代謝機制的影響以達到提高D-阿拉伯糖醇產量的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多形漢遜酵母的D-阿拉伯糖醇生產方法。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案。

將多形漢遜酵母在高滲條件下馴化后進行發酵種子培養得發酵種子培養液，將發酵種子培養液接種至發酵培養基后進行發酵培養，發酵培養的過程為：首先在30～38℃振蕩培養18～24h，然后將培養溫度升高為40～49℃繼續振蕩培養18～24h，然后將培養溫度降至28～38℃繼續振蕩培養74～96h，發酵培養過程中搖床轉速保持為160～200r/min。

所述多形漢遜酵母的來源為ATCC?No.26012。

所述多形漢遜酵母的馴化方法為：將斜面保藏的多形漢遜酵母在37℃活化3～4h后，挑取單菌落接種至5～10mL種子培養基中，然后于37℃、160r/min下振蕩培養18～24h得種子液A；將種子液A涂布于高滲固體培養基中，然后于37℃恒溫培養24～48h，然后挑取單菌落接種至5～10mL種子培養基中，然后于37℃、160r/min下振蕩培養18～24h得種子液B；將種子液B涂布于高滲固體培養基中，然后于37℃恒溫培養24～48h，然后挑取單菌落接種至5～10mL種子培養基中，然后于37℃、160r/min下振蕩培養18～24h得種子液C；將種子液C涂布于高滲固體培養基中，然后于37℃恒溫培養24～48h。

所述發酵種子培養包括以下步驟：取馴化后的多形漢遜酵母單菌落接種到5～10mL種子培養基中，或者將斜面保藏的馴化后多形漢遜酵母在37℃活化3～4h，活化后挑取單菌落接種到5～10mL種子培養基中，接種后于37℃、160～200r/min下振蕩培養18～24h。

所述種子培養基的組成包括：酵母膏10g/L，葡萄糖20g/L以及蛋白胨20g/L；種子培養基的pH為6.0。