[發(fā)明專利]一種利用赤蘚糖醇廢棄菌泥生產(chǎn)赤蘚糖醇的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510253451.0
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN104894095A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣永強;呂軍;盧漢良;唐峰;陳業(yè)良
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科學(xué)院生物研究所;南寧市西嶺生物技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10;C12N11/04;C12P7/18;C12R1/73;C12R1/645
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能性糖的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種利用赤蘚糖醇生產(chǎn)廢棄菌泥制備固定化菌體生產(chǎn)赤蘚糖醇的方法。

背景技術(shù)

赤蘚糖醇是一種相對甜度為0.65的低熱量四元醇，其化學(xué)名為1，2，3，4-丁四醇，其發(fā)熱量極低，僅約為蔗糖發(fā)熱量得十分之一。赤蘚糖醇是一種新型的功能性多元醇類甜味劑，具有低熱值、口感佳、吸濕性低、無齲齒性、對糖尿病人安全、對熱和酸十分穩(wěn)定等特點，同時還具有不發(fā)酵及不會引起腸胃不適等優(yōu)點。近年來被廣泛應(yīng)用在低糖、保健等功能性食品中，此外，在醫(yī)藥、化工領(lǐng)域等也有廣泛應(yīng)用。其發(fā)展前景非常廣闊，備受國內(nèi)外的重視。

目前，赤蘚糖醇的工業(yè)化生產(chǎn)主要是以葡萄糖、蔗糖、淀粉等為原料采用耐高滲酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化而成，得到的發(fā)酵液首先進行菌體分離，發(fā)酵清液經(jīng)膜過濾(超濾、納濾)、脫色(活性炭、樹脂)、離子交換等工序凈化，去除發(fā)酵液中殘留的培養(yǎng)基成分及菌體發(fā)酵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物等。凈化后的料液經(jīng)減壓濃縮、降溫結(jié)晶、離心分離等工序得到赤蘚糖醇結(jié)晶，重結(jié)晶后得到商品赤蘚糖醇。近年來，很多科學(xué)家對赤蘚糖醇的生產(chǎn)方法做了很多深入的研究，查到的相關(guān)文獻如下：

中國專利CN?103290068B公開了一株耐高滲出芽短梗霉生產(chǎn)赤蘚糖醇的方法。該方法包括以下步驟：經(jīng)過斜面制備的出芽短梗霉轉(zhuǎn)接種子培養(yǎng)基后逐級培養(yǎng)獲得種子液；將種子液接入發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)赤鮮糖醇。所述發(fā)酵培養(yǎng)是在搖床或發(fā)酵罐中進行，其中發(fā)酵培養(yǎng)是以木糖為主要碳源，發(fā)酵罐的培養(yǎng)條件為接種量5-15%，發(fā)酵培養(yǎng)基裝量30-70%，在溶氧為55-75%、溫度為26-32℃、pH為5-8的條件下培養(yǎng)96-120h。耐高滲出芽短梗霉發(fā)酵赤蘚糖醇產(chǎn)量和達到26-34g/L,轉(zhuǎn)化率達到25-42%。

中國專利CN?102154383B公開了一種玉米粉生產(chǎn)赤蘚糖醇的方法。該方法是以玉米粉為起始原料，與分離回收的酵母菌體混合配料，對物料進行液化、糖化、蛋白水解，接種解脂假絲酵母進行發(fā)酵，制得含有赤蘚糖醇的發(fā)酵液；再經(jīng)分離、濃縮、結(jié)晶，制得赤蘚糖醇成品。所述赤蘚糖醇發(fā)酵為將培養(yǎng)好的種子液接入經(jīng)液化、糖化、蛋白質(zhì)水解所得的物料—發(fā)酵培養(yǎng)基中，接種量為10-20%，溫度控制28-35℃，pH調(diào)節(jié)至5.5-6.5，通風(fēng)比控制1：0.5-1，攪拌轉(zhuǎn)速100-800rpm,溶氧量控制20-30%，罐壓0.5-1.0Mpa；流加補糖，補糖濃度50-65%，補糖速率在0.3-1.0%，發(fā)酵100-130h制得赤蘚糖醇發(fā)酵液。

然而上述方法生產(chǎn)赤蘚糖醇發(fā)酵結(jié)束后的菌體分離所得的菌泥約占整個發(fā)酵比重的5～10%，即每噸發(fā)酵液就會產(chǎn)生50-100kg的菌泥，因為缺乏有效的處理方法，生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)一般將生產(chǎn)菌泥作為垃圾處理，不僅浪費了資源，同時也增加了企業(yè)垃圾處理費用和環(huán)境污染負荷。隨著赤蘚糖醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，酵母菌泥的產(chǎn)量也將不斷增加，如果不能得到有效妥善的處理，必將增加企業(yè)的經(jīng)濟和環(huán)境負擔(dān)，阻礙企業(yè)的健康發(fā)展。因此，合理利用赤蘚糖醇生產(chǎn)中的菌泥是當(dāng)今社會的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決當(dāng)前生產(chǎn)赤蘚糖醇存在的問題，通過將赤蘚糖醇發(fā)酵結(jié)束后的廢棄菌泥收集，利用海藻酸鈉等材料對菌體進行固定化，并加入葡萄糖溶液及少量氮源進行發(fā)酵，獲得赤蘚糖醇糖液，得到的赤蘚糖醇糖液采用常規(guī)的脫色和離子交換進行純化后，經(jīng)濃縮，結(jié)晶，離心分離而制得赤蘚糖醇晶體。本發(fā)明綜合利用赤蘚糖醇傳統(tǒng)微生物發(fā)酵的廢棄菌泥制備固定化菌體生產(chǎn)赤蘚糖醇，不僅將廢棄菌泥變廢為寶，減少了環(huán)境污染，還降低了赤蘚糖醇的生產(chǎn)成本，同時也提高赤蘚糖醇生產(chǎn)效率。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是采用的技術(shù)方案是：

一種利用赤蘚糖醇生產(chǎn)廢棄菌泥制備固定化菌體生產(chǎn)赤蘚糖醇的方法，該方法包括以下步驟：

（1）將經(jīng)過常規(guī)斜面活化的赤蘚糖醇菌種用接種環(huán)取1環(huán)接種至一級培養(yǎng)基中，在溫度為25～30℃、pH為4.5～7.5、轉(zhuǎn)速為100～225r/min的條件下，進行搖床培養(yǎng)24～36h獲得一級種子液，再將一級種子液以5～10%(v/v)的接種量接入二級培養(yǎng)基，在溫度25～30℃、pH為4.5～7.5、轉(zhuǎn)速為100～225r/min的條件下，進行搖床培養(yǎng)12～18h獲得二級種子液，將二級種子液以5～10%(v/v)的接種量接入至發(fā)酵培養(yǎng)基中，在溫度為25～30℃、pH為4.5～7.5、溶氧量為10～80%、轉(zhuǎn)速為100～400r/min的條件下進行發(fā)酵120～168h，制得赤蘚糖醇糖液和菌泥的混合物；