一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法及其应用，所述方法为：以葡萄糖为原料，以酵母为发酵转化菌株，在发酵转化过程中添加蔗糖合酶和环麦芽糊精‑葡聚糖转移酶，从而提高从葡萄糖到赤藓糖醇的转化率。该方法操作简单，成本低，转化率的提高显著。

A method to improve the conversion efficiency of erythritol production and its application

【技术实现步骤摘要】
一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法及其应用
本专利技术属于生物发酵
，具体涉及一种制备赤藓糖醇的方法及其应用，尤其涉及一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法及其应用。
技术介绍
赤藓糖醇(也称丁四醇)是一种四元多元醇，分子量122.1Da，在很多水果蔬菜以及酿造食品中均存在(如梨、葡糖等水果以及酒类)，但含量很少。由于赤藓糖醇具有零热量、无剂量限制以及纯生物发酵制备的优点，使得赤藓糖醇在食品中的应用更加广泛，已经在糖果、烘焙食品、无糖饮料等食品中广泛使用。比如：申请号为200710014055.8的专利技术专利公开了一种含赤藓糖醇的夹心巧克力的制作方法；申请号为201110420379.8的专利技术专利公开了一种含赤藓糖醇的复合无糖饮料及其制备方法；申请号为201180012533.6的专利技术专利公开了一种含赤藓糖醇的糖果产品及其制备方法；申请号为201010569981.3的专利技术专利公开了一种含赤藓糖醇的护肝健胃保健饮料及其制造方法。另外赤藓糖醇还可以和其它功能糖或功能糖醇搭配应用在食品中。比如：申请号为200610168838.7的专利技术专利公开了一种含木糖醇与赤藓糖醇的无冷却效应的无糖甜点；美国专利技术专利US7754268B2公开了含木糖醇与/或赤藓糖醇的烘焙食品的制作方法；申请号为201010289677.3与201010289668.4的专利技术专利以及美国专利技术专利US7579032B2都公开了一种含赤藓糖醇与塔格糖的零热量或低热量的饮料及其在食品中的用途；欧洲专利技术专利EP1057414B1公开了一种含赤藓糖醇与山梨醇的无糖糖果的方法。此外，赤藓糖醇还应用在牙膏、漱口水以及化妆品领域(详见美国专利技术专利US8287842B2、世界专利技术专利WO2001074323A1、美国专利技术专利US20060067902A1以及美国专利技术专利US20060062752A1。目前很多国家已经批准赤藓糖醇在食品上的使用。我国2008年将赤藓糖醇列为食品添加剂新品种，并于2011年制定了赤藓糖醇的国家标准(GB26404-2011)，并增加了一种合成赤藓糖醇的酵母菌株Candidalipolytica(解脂假丝酵母)，该酵母国际上现在命名为Yarrowialipolytica(耶氏解脂酵母或亚罗威亚解脂酵母)。这一国家标准中规定的三种产赤藓糖醇的酵母分别是解脂假丝酵母(Candidalipolytica)、丛梗孢酵母(Monillielapollinis)以及类丝孢酵母(Trichosporonoidesmegachiliensis)。中国专利技术专利200610163644.8公开了生产赤藓糖醇的酵母菌株，该菌株与Moniliellaacetobuten最接近，由葡萄糖转化为赤藓糖醇的效率大于30％。该菌株不符合我国制定的国家标准，不能在我国得到使用。中国专利技术专利ZL200510102929(授权公告号CN100506972C)公开了一种解脂假丝酵母及其生产赤藓糖醇的方法，所使用的酵母虽然为我国国家标准规定的菌株(Candidalipolytica)且已经在我国相关企业得到使用推广，但由葡萄糖合成赤藓糖醇的转化率偏低(47％)。欧洲专利技术专利EP0770683A1公开了一种采用Yarrowialipolytica由葡萄糖合成赤藓糖醇的方法，但得到的最高转化率只有32.9％，转化率较低。美国专利技术专利US6110715公开了一种采用Trichosporonoidesmegachiliensis酵母能发酵葡萄糖合成赤藓糖醇，虽然该菌株符合我国国家标准，但报道的最高转化率只有35.1％，同样转化率较低而无实际使用价值。因此，开发出一种转化率高且操作简单易行的制备赤藓糖醇的方法是非常有意义的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种制备赤藓糖醇的方法及其应用，尤其提供一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法及其应用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，所述方法为：以葡萄糖为原料，以酵母为发酵转化菌株，在发酵转化过程中添加蔗糖合酶和环麦芽糊精-葡聚糖转移酶，从而提高从葡萄糖到赤藓糖醇的转化率。本专利技术人意外地发现向发酵体系中添加蔗糖合酶(EC2.4.1.13)和环麦芽糊精-葡聚糖转移酶(EC2.4.1.19)能够对赤藓糖醇的转化率有明显提高的效果，转化率可提高至51％及以上。且蔗糖合酶(EC2.4.1.13)和环麦芽糊精-葡聚糖转移酶(EC2.4.1.19)需要同时添加。优选地，所述酵母包括解脂假丝酵母、丛梗孢酵母或类丝孢酵母，优选解脂假丝酵母。优选地，所述蔗糖合酶的添加浓度为100-500000U，例如100U、200U、500U、800U、1000U、5000U、8000U、10000U、50000U、100000U、200000U、300000U或500000U等。优选地，所述环麦芽糊精-葡聚糖转移酶的添加浓度为1000-500000U，例如1000U、5000U、8000U、10000U、50000U、100000U、200000U、300000U或500000U等。本专利技术对所述蔗糖合酶和所述环麦芽糊精-葡聚糖转移酶的添加浓度不做特别限定，但出于对制造成本的考虑，优选蔗糖合酶的添加浓度为100-500000U，环麦芽糊精-葡聚糖转移酶的添加浓度为1000-500000U。优选地，所述提高赤藓糖醇生产转化效率的方法包括如下步骤：(1)将酵母菌接种于发酵培养基中进行培养发酵；(2)再转入生产发酵培养基中进行赤藓糖醇的转化。优选地，步骤(1)所述接种前将发酵培养基在80-90℃(例如80℃、82℃、83℃、84℃、86℃、88℃或90℃等)的温度下处理20-40min(例如20min、22min、25min、30min、35min或40min等)，冷却后再接入酵母菌进行发酵培养。优选地，步骤(1)所述发酵培养基包括碳源100-400g/L、氮源2-35g/L、无机盐0-2.5g/L和水。所述碳源的浓度可以为100g/L、150g/L、200g/L、250g/L、300g/L、350g/L或400g/L等。所述氮源的浓度可以为2g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L或35g/L等。所述无机盐的浓度可以为0g/L、0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L或2.5g/L等。优选地，步骤(1)所述发酵培养基包括淀粉水解液、磷酸氢二铵、酵母粉、玉米浆干粉、硫酸镁、硫酸锰、氯化锰、硫酸铜、氯化铜、硫酸锌和氯化锌。其中，淀粉水解液为碳源，磷酸氢二铵、酵母粉和玉米浆干粉为氮源，硫酸镁、硫酸锰、氯化锰、硫酸铜、氯化铜、硫酸锌和氯化锌为无机盐成分。优选地，步骤(1)所述培养发酵的初始温度为25-35℃，例如25℃、27℃、29℃、30℃、32℃、34℃或35℃等。优选地，步骤(1)所述培养发酵的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述方法为：以葡萄糖为原料，以酵母为发酵转化菌株，在发酵转化过程中添加蔗糖合酶和环麦芽糊精-葡聚糖转移酶，从而提高从葡萄糖到赤藓糖醇的转化率。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述方法为：以葡萄糖为原料，以酵母为发酵转化菌株，在发酵转化过程中添加蔗糖合酶和环麦芽糊精-葡聚糖转移酶，从而提高从葡萄糖到赤藓糖醇的转化率。


2.如权利要求1所述的提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述酵母包括解脂假丝酵母、丛梗孢酵母或类丝孢酵母，优选解脂假丝酵母。


3.如权利要求1或2所述的提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述蔗糖合酶的添加浓度为100-500000U。


4.如权利要求1-3中任一项所述的提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述环麦芽糊精-葡聚糖转移酶的添加浓度为1000-500000U。


5.如权利要求1-4中任一项所述的提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将酵母菌接种于发酵培养基中进行培养发酵；
(2)再转入生产发酵培养基中进行赤藓糖醇的转化。


6.如权利要求5所述的提高赤藓糖醇生产转化效率的方法，其特征在于，步骤(1)所述接种前将发酵培养基在80-90℃的温度下处理20-40min，冷却后再接入酵母菌进行发酵培养；
优选地，步骤(1)所述发酵培养基包括碳源100-400g/L、氮源2-35g/L、无机盐0-2.5g/L和水；
优选地，步骤(1)所述发酵培养基包括淀粉水解液、磷酸氢二铵、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，聂在建，程保华，李德春，
申请(专利权)人：山东三元生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37