[發(fā)明專(zhuān)利]一種以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010579607.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111662935A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪松;楊勝利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江樹(shù)人學(xué)院(浙江樹(shù)人大學(xué))
• 主分類(lèi)號(hào): C12P7/18
• 分類(lèi)號(hào): C12P7/18
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明屬于木糖醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法，包括：柑橘皮水解液的制備；對(duì)裝液量、接種量、水解液的pH、發(fā)酵溫度和轉(zhuǎn)速進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，依次求得最優(yōu)培養(yǎng)條件；測(cè)定方法：木糖濃度測(cè)定，木糖醇含量測(cè)定，轉(zhuǎn)化率計(jì)算。本發(fā)明以實(shí)驗(yàn)室保存的Y?3號(hào)菌株為出發(fā)菌株，柑橘皮水解液為木糖來(lái)源，對(duì)木糖發(fā)酵工藝中的初始pH、溫度、裝液量、接種量及轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳條件，生產(chǎn)木糖醇。實(shí)驗(yàn)表明，較優(yōu)發(fā)酵條件為：轉(zhuǎn)速140r/min，裝液量為60mL/250mL，溫度30℃，接種量為4％，起始pH5.5，最后木糖轉(zhuǎn)化率達(dá)到64.4％，較未優(yōu)化時(shí)的木糖轉(zhuǎn)化率提高18.1％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木糖醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法。

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)的木糖醇生產(chǎn)方法，主要以玉米芯為原料，利用酸水解預(yù)處理，經(jīng)多次精制木糖，再采用氫化技術(shù)生產(chǎn)木糖醇，存在產(chǎn)量低、高消耗、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)；并且鎳催化劑會(huì)污染環(huán)境，嚴(yán)重制約企業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。而利用微生物直接發(fā)酵半纖維素水解液生產(chǎn)木糖醇，工藝條件溫和、能耗低、環(huán)境污染小、產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠。柑橘皮渣一般來(lái)說(shuō)沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用，基本上任它隨著時(shí)間而腐爛，化為塵土肥料。也曾有地方柑橘皮渣提取精油，果膠，色素，黃酮，檸檬苦素和膳食纖維等，但都未形成規(guī)模。其實(shí)柑橘皮渣富含半纖維素，用其生產(chǎn)木糖乃至木糖醇將是很好的原料，成本低廉，目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。并且柑橘皮渣中的木聚糖結(jié)合不如玉米芯牢固，容易水解得到木糖。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：目前利用柑橘皮渣生產(chǎn)木糖乃至木糖醇的方法國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：優(yōu)化生物轉(zhuǎn)化木糖醇的高產(chǎn)菌株的發(fā)酵條件，得出適合于工業(yè)化生產(chǎn)的最優(yōu)條件。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：解決當(dāng)前采用微生物法生產(chǎn)木糖醇轉(zhuǎn)化效率低的難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法，所述以柑橘皮為原料提高木糖醇產(chǎn)量的發(fā)酵方法包括以下步驟：

步驟一，柑橘皮水解液的制備：選材，柑橘皮半纖維素水解，濃縮，中和。

步驟二，發(fā)酵條件的優(yōu)化：對(duì)裝液量、接種量、水解液的pH、發(fā)酵溫度和轉(zhuǎn)速進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，依次求得最優(yōu)培養(yǎng)條件。

步驟三，測(cè)定方法：木糖濃度測(cè)定，木糖醇含量測(cè)定，轉(zhuǎn)化率計(jì)算。

進(jìn)一步，步驟一中，所述柑橘皮水解液的制備方法包括：

(1)柑橘皮：選自溫州蜜柑皮，將蜜柑皮烘干后，用電動(dòng)粉碎器粉碎，粉碎粒度100目，半纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.9％。

(2)柑橘皮半纖維素水解：柑橘皮粉末以1:7(質(zhì)量：體積)的固液比與質(zhì)量濃度1.0％硫酸混合，121℃下水解1小時(shí)。

(3)濃縮：水解液離心濾去殘?jiān)螅?0℃真空濃縮，至總還原糖為20％。

(4)中和：水解液用NaOH中和至pH10.0，4000r/min離心20分鐘去除沉淀。上清液用濃硫酸回調(diào)至pH5.5，冷藏備用。

進(jìn)一步，步驟二中，所述發(fā)酵實(shí)驗(yàn)每個(gè)變量做三個(gè)平行樣，以木糖轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，確定最優(yōu)條件。轉(zhuǎn)速140r/min，裝液量為60mL/250mL，溫度30℃，接種量為4％，起始pH5.5，最后木糖轉(zhuǎn)化率達(dá)到64.4％，較未優(yōu)化時(shí)的木糖轉(zhuǎn)化率提高18.1％。

進(jìn)一步，步驟三中，所述木糖濃度的測(cè)定方法為：

(I)取待測(cè)樣品10mL，3000r/min離心10min，將上清液適當(dāng)稀釋。