[發明專利]一種熱帶假絲酵母發酵木糖母液生產木糖醇的培養基及發酵方法

在審

• 申請號: 201710098019.8
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106906247A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 陳獻忠;陳振;張利華;沈微;樊游
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12R1/74
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種熱帶假絲酵母發酵木糖母液生產木糖醇的培養基及發酵方法，屬于微生物發酵技術領域。

背景技術

木糖醇是一種在自然界中存在的五碳糖醇，也是人體代謝的中間產物。木糖醇在食品、醫藥、輕工等領域具有廣泛用途：作為糖尿病人的輔助治療劑、防齲齒、改善肝功能、調節腸道。

目前工業化的木糖醇生產方法多為化學生產法：將富含多縮戊糖的玉米芯、棉籽殼、甘蔗渣等材料經酸水解后分離純化獲得木糖，再經氫化得到木糖醇。木糖母液是提取粗木糖后剩下的濃縮廢液，其中含有一定量的木糖、葡萄糖和阿拉伯糖等，但再從中分離純化木糖成本較高。國內木糖醇的產量在13萬噸/年，每年有大量的木糖母液未被利用。木糖母液其主要成分有：葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等糖類以及糠醛、乙酸等抑制菌體生長的物質。利用微生物發酵法發酵木糖母液生產木糖醇可緩解環境壓力，節約資源。

發明人在前期工作中，通過刪除熱帶假絲酵母木糖代謝途徑中的木糖醇脫氫酶(專利申請號：201510498085.5)，阻斷了木糖醇在其體內的代謝，以達到木糖醇的大量積累，得到了一株熱帶假絲酵母基因工程菌XZX-4。雖然XZX-4在木糖50g/L、葡萄糖10g/L、酵母膏10g/L、KH₂PO₄5g/L、MgSO₄·7H₂O 0.2g/L的發酵培養基中發酵后的木糖醇產量達到42.72g/L，木糖轉化率達到99％。然而，XZX-4在木糖母液(木糖280g/L、葡萄糖85g/L)200g/L、酵母膏10g/L，蛋白胨10g/L，KH₂PO₄5g/L的發酵培養基中發酵后，木糖醇產量34.5g/L、木糖實際轉化率95％。由此可見，XZX-4利用木糖母液發酵生產木糖醇的工藝，還有待進一步提高，以達到提高木糖醇產量、菌株發酵性能穩定性、轉化率，降低生產成本的效果。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了合適的發酵工藝，提高了微生物發酵木糖母液生產木糖醇的菌株的發酵性能的穩定性和原料利用率，降低了生產成本。

本發明所使用的菌株為Candida tropicalis XZX B4，是本實驗室前期通過基因刪除手段構建的木糖醇脫氫酶基因缺失的菌株(即專利申請201510498085.5中得到的熱帶假絲酵母基因工程菌XZX-4)。

本發明中，木糖母液是提取粗木糖后剩下的濃縮廢液，其中含有一定量的木糖、葡萄糖和阿拉伯糖等，木糖母液的主要成分有：葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等糖類以及糠醛、乙酸等抑制菌體生長的物質。

本發明的第一個目的是提供一種提高熱帶假絲酵母利用木糖母液發酵生產木糖醇產量和轉化率的培養基，所述培養基中含有木糖母液100-300g/L，玉米漿1-5g/L。

在一種實施方式中，所述熱帶假絲酵母，是木糖醇脫氫酶基因缺失的酵母菌株，不能利用唯一的木糖做碳源進行生長繁殖。

在一種實施方式中，所述培養基，先調整pH至10.0再將pH調至5.0。

在一種實施方式中，含有木糖母液200-300g/L、玉米漿4-6g/L，pH 5.0-7.0。

在一種實施方式中，所述調整pH至10.0是采用氫氧化鈣進行調整，所述將pH調至5.0是采用磷酸調整。

在一種實施方式中，所述木糖母液300g/L、玉米漿5g/L，pH 5.0。

在一種實施方式中，所述木糖母液是木糖醇生產過程中木糖結晶后留下的顏色深的粘稠液體，其中木糖醇生產工藝流程：原料→酸水解→木糖液→結晶木糖→氫化→結晶木糖。

在一種實施方式中，所述木糖母液主要成分為98.36g/L葡萄糖、512.31g/L木糖、96.28g/L阿拉伯糖。

本發明的第二個目的是提供一種利用熱帶假絲酵母利用木糖母液發酵生產木糖醇產量和轉化率的方法，所述方法是利用本發明的培養基進行發酵培養。

在一種實施方式中，所述方法是將熱帶假絲酵母種子液以15％～30％的接種量接種到培養基中，然后于35℃下發酵至木糖不再消耗結束。

在一種實施方式中，所述發酵的轉速700r/min，通氣量4L/min。

在一種實施方式中，所述接種量為15％。

在一種實施方式中，所述發酵的時間為48h。

在一種實施方式中，所述熱帶假絲酵母種子液所使用的種子液培養基為：葡萄糖20g/L、酵母粉10g/L、蛋白胨20g/L。

本發明的優點和效果：