一种赤藓糖醇发酵生产方法技术

本发明专利技术属于赤藓糖醇生产技术领域，具体公开了一种赤藓糖醇发酵生产方法。该赤藓糖醇发酵生产方法采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入种子，发酵培养生产赤藓糖醇。采用一次性投料发酵，有效降低了发酵罐染菌风险，有利于发酵培养的菌种生长，提高了发酵转化率，缩短了发酵周期，还可以提高赤藓糖醇产率。并且通过发酵过程中发酵培养温度、pH值等条件的控制，达到了缩短发酵周期、提高赤藓糖醇产率及转化率的效果。

A fermentation method of erythritol

【技术实现步骤摘要】
一种赤藓糖醇发酵生产方法
本专利技术涉及赤藓糖醇生产
，特别是涉及一种赤藓糖醇发酵生产方法。
技术介绍
赤藓糖醇，又叫赤藓醇，是一种新型糖醇类食品甜味剂。赤藓糖醇具有结晶性好，低热量、高稳定性、甜味协调、无吸湿性、冰点低、无龋齿性、不会引起肠胃不适等特点，赤藓糖醇不参与糖代谢，适合糖尿病人食用，可作为糖尿病人的替代性甜味剂；另外赤藓糖醇对热和酸十分稳定，在一般食品加工条件下，几乎不会出现褐变或分解现象。目前在国际甜味剂市场，赤藓糖醇作为新型功能食品添加剂具有较强的竞争力。在食品加工方面，赤藓糖醇有以下几个方面的优势：赤藓糖醇的甜度较高，可用做食品和饮料的甜味剂；赤藓糖醇分子量小，相同浓度的溶液具有较高的渗透压和较低的水分活度，可用于低水分活度食品的加工保藏；赤藓糖醇的溶解热较大，故用它制造的固体食品和糖果由较明显的凉爽感；赤藓糖醇的甜味爽净，在与其他高甜度甜味剂如蛋白糖、甜菊糖等复配时可有效地掩盖这些甜味剂的后苦味；赤藓糖醇的热量低，因而可用于生产低热量食品和饮料；赤藓糖醇还可促进溶液中的乙醇分子与水分子的结合，从而降低酒类饮料的酒精的异味和感官刺激，改善蒸馏酒和葡萄酒的质量。在医药化工等行业赤藓糖醇也有广泛的用途。在医药工业中赤藓糖醇可作为药品的矫味剂和片剂的赋形剂，可有效改善药品的口感。以赤藓糖醇为原料可以合成多种药物，如赤藓糖醇脱氧后生成的二脱氧赤藓糖具有抗HIV活性，赤藓糖醇硝化后生成的硝基赤藓糖醇可用于治疗心脑血管疾病和气喘病。在化工行业，赤藓糖醇作为有机合成的中间体，可以用于醇酸树脂、聚酯、聚醚的合成以及油漆、炸药制造等。在化妆品方面，赤藓糖醇可以代替部分甘油添加，可以防止化妆品变质。随着技术进步，赤藓糖醇新用途将不断被开发出来。赤藓糖醇可以通过三种工艺技术生产，分别是提取、化学合成和生物发酵。在某些蘑菇品种和海藻中赤藓糖醇的含量可高达5％，因此可以通过直接提取的方法生产，但通常这些菌类和藻类还含有甘露醇和其它多元醇类，如何将这些性质比较相似的多元醇有效分离以及经济性等成为提取法生产赤藓糖醇面临的难题。化学合成法可以由丁烯二醇与过氧化氢反应合成，也可以淀粉为原料用高碘酸氧化裂解生成赤藓糖醇，但化学合成生产赤藓糖醇的工艺方法存在流程长、成本高、条件要求高、产品安全性差等不足。发酵法是以葡萄糖为原料，经耐高渗酵母菌株发酵生产赤藓糖醇，经分离、提取、精制，获得高纯度的赤藓糖醇产品，与化学合成法相比，发酵法具有条件温和、易于控制、环境友好、污染少、产品安全、原料来源丰富、成本低等优点，更易于实现规模生产。目前赤藓糖醇常用的发酵生产法为连续发酵工艺，将产赤藓糖醇的菌株通过多级种子罐培养后，接至发酵罐，再向发酵罐内流加糖源、泡敌等，进行培养，待培养达到所要求的稳定产率后，所得发酵液进一步提取得到赤藓糖醇。连续发酵生产法的缺点是发酵周期较长，并且发酵罐易染菌，发酵产率也较低，生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种赤藓糖醇发酵生产方法，通过一次性投料发酵，可以缩短生产周期，提高产率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种赤藓糖醇发酵生产方法，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温至32～37℃后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.9的种子，发酵培养生产赤藓糖醇；所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度30～40％，酵母膏浓度0.9～1.3％，尿素浓度0.12～0.18％，七水硫酸亚铁浓度0.0015～0.0025％，七水硫酸锌浓度0.0015～0.0025％；pH值为6.0～7.0；发酵培养的条件为：培养温度28～32℃，压力0.08～0.1Mpa，pH值5.0～7.0，通风量4000～5000m3/h；其中，种子的接入量为发酵培养基重量的8～12％。作为一种优选的实施方式，所述种子的培养方法为：将种子培养基泵入空消的种子罐，经高温灭菌，之后降温至32～36℃，然后按8～12％的重量比例接入菌种，培养至OD值为0.5～0.9，结束培养，得到培养好的种子。可选地，菌种可以为解脂假丝酵母。优选地，所述种子培养基配方为：所述种子培养基配方为：葡萄糖37～43g/L，酵母膏4～6g/L，尿素1～3g/L，水为溶剂；pH值6.0～7.0。优选地，种子的培养条件为：培养温度30～36℃，pH值6.0～7.0，压力0.1～0.15MPa，通风量0.3～0.8V/V·m，溶解氧为30～60％。优选地，种子培养时，培养至OD值为0.6～0.7时结束培养。优选地，所述发酵培养基中葡萄糖浓度为35～40％。优选地，所述发酵罐内发酵液中赤藓糖醇产率浓度大于14g/dl，残还原糖质量百分比含量小于0.5％，产率浓度趋于稳定，即可停止培养。优选地，所述发酵培养的条件为：培养温度30～32℃，pH值5.5～6.5。优选地，所述种子的接入量为发酵培养基重量的10％。本专利技术提供的赤藓糖醇发酵方法，主要是针对现有的发酵采用连续性流加进料，这种连续流加发酵工艺复杂，控制难度高；在连续流加物料发酵过程中，流加物料会导致糖浓度控制不稳定，同时会带入热量导致发酵环境温度高于菌种生长所需温度，抑制菌种生长，温度过高或糖浓度过高都会抑制菌种生长，导致发酵周期较长，生成赤藓糖醇能力减退，转化率降低，发酵液中残余物较多，不利于提取，降低提取收率；这种连续流加发酵过程易染菌，产生的泡沫量较大，不利于发酵的进行。本专利技术采用一次性进料发酵工艺，即将发酵所需的发酵培养基一次性全部投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入培养好的种子，发酵培养生产赤藓糖醇。将发酵需要的糖源、氮源、无机盐等一次性的加入到发酵罐中，灭菌降温后，接入种子进一步发酵培养，在发酵过程中不需要再流加物料。采用一次性投料发酵，有效降低了发酵罐染菌风险，有利于发酵培养的菌种生长，提高了发酵转化率，缩短了发酵周期，还可以提高赤藓糖醇产率。当然，发酵过程也需要控制合适的环境条件，才能达到好的发酵效果。通过发酵培养基成分的选择，以及发酵过程中空气量、发酵培养温度、pH值等条件的控制，达到了缩短发酵周期、提高赤藓糖醇产率及转化率的效果。本专利技术提供的赤藓糖醇发酵方法，当发酵罐内发酵液产率浓度大于14g/dl，且残还原糖小于0.5％(W/W)，产率浓度趋于稳定后，即可停止培养，将发酵液进一步提取即得到赤藓糖醇。采用本专利技术发酵方法，发酵周期小于100小时，转化率大于50％，赤藓糖醇产率大于14％，获得了发酵周期短、产率高的预料不到的效果。附图说明图1是本专利技术中发酵液pH值对赤藓糖醇含量的影响曲线图；图2是本专利技术中不同种子接种量对赤藓糖醇含量的影响曲线图。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供的赤藓糖醇发酵生产方法，是通过一次性投料发酵，即采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，于121℃下灭菌30min，然后降温至35℃后向发酵罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种赤藓糖醇发酵生产方法，其特征在于，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.9的种子，发酵培养生产赤藓糖醇；/n所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度30～40％，酵母膏浓度0.9～1.3％，尿素浓度0.12～0.18％，七水硫酸亚铁浓度0.0015～0.0025％，七水硫酸锌浓度0.0015～0.0025％；pH值为6.0～7.0；/n发酵培养的条件为：培养温度28～32℃，压力0.08～0.1Mpa，pH值5.0～7.0，通风量4000～5000m

【技术特征摘要】
1.一种赤藓糖醇发酵生产方法，其特征在于，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.9的种子，发酵培养生产赤藓糖醇；
所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度30～40％，酵母膏浓度0.9～1.3％，尿素浓度0.12～0.18％，七水硫酸亚铁浓度0.0015～0.0025％，七水硫酸锌浓度0.0015～0.0025％；pH值为6.0～7.0；
发酵培养的条件为：培养温度28～32℃，压力0.08～0.1Mpa，pH值5.0～7.0，通风量4000～5000m3/h；
其中，种子的接入量为发酵培养基重量的8～12％。


2.根据权利要求1所述的赤藓糖醇发酵生产方法，其特征在于，所述种子的培养方法为：将种子培养基泵入空消的种子罐，经高温灭菌，之后降温，然后按8～12％的重量比例接入菌种，培养至OD值为0.5～0.9，结束培养。


3.根据权利要求2所述的赤藓糖醇发酵生产方法，其特征在于，所述种子培养基配方为：葡萄糖37～43g/L，酵母膏4～6g/L，尿素1～3g/L；pH值6.0～7.0。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨顺保，王瑞昌，张培红，卢佩龙，付松，崔怀成，
申请(专利权)人：安徽丰原生物化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34