本发明专利技术公开了一种木糖醇联产Ｌ－阿拉伯糖的制备方法，它包括种子制备，木糖水解液脱毒处理，发酵培养，发酵液通过酵母细胞膜过滤，离子交换柱处理后，真空蒸发、浓缩，木糖醇结晶；阿拉伯糖分离。本发明专利技术方法所选择的酵母菌以及工艺步骤及参数可有选择性地将木糖转化为木糖醇、消耗其他杂糖而有效保留阿拉伯糖单糖，再通过模拟移动床，将阿拉伯糖单糖单独分离出来。由此既大大提高了木糖醇的收率及纯度，而与此同时联产出高品质的Ｌ－阿拉伯糖。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及木糖醇以及L-阿拉伯糖的制备工艺，具体地说是在制备木糖醇过程 中连带生产L-阿拉伯糖的生产方法。
技术介绍
木糖醇是一种五碳多元醇，是木糖代谢的中间产物。木糖醇作为甜味剂，口感清 凉，而且可以预防龋齿；作为食品添加剂，可延长食品的保鲜期；木糖醇还是糖尿病患者的 理想辅助治疗剂和营养甜昧剂。木糖醇也是制造表面活性剂、乳化剂、破乳剂、各种醇酸树 脂涂料、清漆、增塑剂等化工产品的重要原材料。目前，木糖醇的工业生产主要是化学加氢 法，即首先水解半纤维素，纯化制得木糖，再经过催化加氢，重结晶等步骤制得木糖醇。整个 工艺过程包含了一系列的纯化步骤。木糖醇的收率约为50 60%。该方法存在生产工艺 复杂、收率低、成本高、污染严重等问题。因此许多研究人员都将研究重点投向生物转化法， 即利用富含木糖的半纤维素水解液通过生物法将木糖转化成木糖醇。生物法转化木糖醇， 通常是将木糖母液或生物质酸水解液用氢氧化钙调节PH值到5. 5 7. 0，过滤；加入酵母 菌发酵48 96小时，从而将木糖转化为木糖醇。该方法虽然工艺相对简单，收率高，易分 离纯化，但生产过程中的废液里含有许多糖类物质，直接排放不仅造成了严重的浪费，同时 还造成了严重的环境污染。L-阿拉伯糖属于五碳醛糖，它是一种没有热量的甜料，能抑制水解双糖的酶，抑制 因摄入蔗糖而导致的血糖升高。因此，它可以抑制肥胖、预防并治疗与高血糖相关的疾病。 L-阿拉伯糖还可以用作医药中间体、生化领域中的细菌培养基以及合成香料等。一般来讲， 不同植物组织中的L-阿拉伯糖含量不同。其含量较高的植物组织有玉米皮、麦糠、压榨过 的甜菜和苹果浆等。L-阿拉伯糖的提取一般是采用碱提取植物中的半纤维素，然后再用酸 水解。如TschierschB等早期专利技术的提取方法为对甜菜提取蔗糖后的滤渣，先在95°C温 度下，经碱提取30分钟，过滤得到阿拉伯聚糖，后加酸同温度下水解1小时，中和到中性， 过滤得L-阿拉伯糖溶液，然后经色谱分离，加醇浓缩得晶体(详见TschierschB. Schwabe K. Stokovl, etal. Preparation of L-(+)-Hrabinose fronl sugarbeet. Pharmazie, 1981，36 (2) :159160)。Juhani Antila等对提取蔗糖后的甜菜浆先经强碱溶解其中的阿 拉伯聚糖，调至中性，过滤后用强酸水解，中和至中性，得阿拉伯糖溶液，过滤后用色谱分离 出阿拉伯糖，再用阴阳离子交换树脂和吸附树脂纯化L-阿拉伯糖溶液，浓缩，结晶得纯净 的 L-阿拉伯糖晶体(详见 Juhani Antila, Viii Ravanko,Pertti ffalliander. Method of prepar-ing Iarabinose from sugar beet pulpPj.USP 6506987. 2003—0—14.)。上述方 法在制备过程中，可能会形成某些致癌物质，因而其一般不适合作为食品和药物原料使用； 再则，工艺要求其在高温进行酸处理，故还需要有特殊的反应设备；再其次，大量的盐可在 酸碱中和时生成，增加了后序工作，成本较大；最后，提取过L-阿拉伯糖的废液对环境也造 成了负面影响。除上述问题之外，现有技术还存在工艺不科学、安全性差、不易于实现工业化批量生产的的问题。例如，CN 101323870公开的专利申请对木糖醇和阿拉伯糖的结晶方式采用 加入无水乙醇，结晶时，加入溶媒，只起到固化晶体的作用，起不到任何提纯作用。该方法 还增加了工艺的危险性，提高了工艺对设备、厂房的防爆等级的要求；增加了溶媒回收的步 骤；不利于实现工业化生产。本专利技术方法就是要提供一种木糖醇联产L-阿拉伯糖的制备方法，该方法既可有 效提高木糖醇的收率及纯度，又可联产出高品质的L-阿拉伯糖，且成本低、生产安全性高、 有利于环境保护。本专利技术所提供的方法它包括以下步骤a、种子制备采用CGMCC 2. 0567热带假丝酵母菌，种子由斜面种子、母瓶种子扩 大培养后备用；b、木糖水解液中加入以其质量比计为的活性炭，保温50 60°C、20 30分 钟，经离子交换树脂进行脱毒处理；洗脱液进入含有氮源的发酵罐，保温灭菌、冷却后，接入 a工序中所培养的种子；c、发酵培养接种后，控制温度25 35°C，罐压0. OlMPa,通气量10 50Nm3/h，搅拌培养，待发 酵周期到45 55h，残糖低于2. 5 3. 5g/L ；d、发酵液通过酵母细胞膜过滤，菌体循环套用，滤液经脱色、离子交换柱处理后， 真空蒸发、浓缩；该工序通过菌体循环套用，可进一步降低发酵成本，缩短发酵时间，降低设备投资 和操作费用，并简化后处理过程。当出料液透光率< 85%时，最好进行二次脱色处理。以进一步除去抑制水解液发 酵的毒性物质。在进行脱色处理时优选的工艺参数为加入活性炭，夹套升温至100°C后，控制温 度70 80°C，保温20 30分钟。在进行离子交换柱处理时，优选的工艺参数为流速控制在50L/h，当阴离子柱出 口木糖醇液含量> 0. 5%时开始接料。离子交换柱处理后优选的工艺参数为将出料液调pH 3.0 6.0后，在温度 <75°C条件下，真空蒸发；e、当木糖醇液浓缩至纯度75 85%左右、浓度为75 85%左右时，将浓缩后的 木糖醇液放置结晶罐，冷却、结晶；结晶母液送至模拟移动床分离，分离温度控制在50 75°C，最高压力0. 5 1. 5Mpa，循环泵流量示数25 35，母液进料流量3. 5 4. 5升/小 时，洗脱水进水量6. 0 6. 5升/小时；f、被模拟移动床分离出的阿拉伯糖，经浓缩获得纯度75 80%，浓度为75 85%的L-阿拉伯糖液时，冷却、获得干L-阿拉伯糖晶体；离心处理后的母液返回b工序，进 入下一循环。本专利技术所选用的CGMCC 2. 0567热带假丝酵母菌种，可从中国微生物菌种保藏管 理委员会普通微生物中心购得，也可以从中国科学院微生物研究所购得。该菌种的菌种名称为Candida tropicalis，其生物学特征如下1、形态特征该菌株为短卵形到卵形，有时接近球形。2、培养特征该菌株在YPD培养基上培养形成菌落，菌落圆形，边缘光滑，白到奶 油色，暗或半暗，软，平滑或部分有条纹，钢状或皱状。3、菌株的生理生化特征能利用葡萄糖，半乳糖、木糖、山梨醇、乙醇、可溶性淀粉、 麦芽糖等，不利用L-阿拉伯糖。最适培养温度30 34°C，最高生长温度41 44°C，最适 生长PH值为4. 0 6. 5。4、菌株具有良好的稳定性该菌株置于-20°C含30%的甘油中冷冻保藏、置于 10°c蒸馏水中悬浮保藏。传代20次以上仍然保持菌株的活性稳定。在自然界的微生物当中，能够生产木糖醇的细菌只有很少的一部分，如 A. liquaefaciens、smegmatis及Coryhebacterium(棒状杆菌属)等种属。酵母转化木糖生 产木糖醇的性能虽然较为优越。但筛选出有特异性的优良菌种仍不是一件很容易的事情。 如一般的酵母菌在木糖转化木糖醇的过程中，木糖醇的转化率都不够理想；还有许多酵母 菌其主要作用是消耗木糖及其他杂糖，而相对单一地保留L-阿拉伯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种木糖醇联产Ｌ－阿拉伯糖的制备方法，其特征在于它包括一下步骤： ａ、种子制备：采用ＣＧＭＣＣ ２．０５６７热带假丝酵母菌，种子由斜面种子、母瓶种子扩大培养后备用； ｂ、木糖水解液中加入以其重量比计为１％的活性炭，保温５０～６０℃、２０～３０分钟，经离子交换树脂进行脱毒处理；洗脱液进入含有氮源的发酵罐，保温灭菌、冷却后，接入ａ工序中所培养的种子； ｃ、发酵培养： 接种后控制温度２５℃～３５℃，罐压０．０１ＭＰａ，通气量１０～５０Ｎｍ↑［３］／ｈ，搅拌培养，待发酵周期到４５～６０ｈ，残糖低于２．５～３．５ｇ／Ｌ； ｄ、发酵液通过酵母细胞膜过滤，菌体进行循环套用，滤液经脱色、离子交换柱处理后，真空蒸发、浓缩； ｅ、当木糖醇液浓缩至纯度７５～８５％、浓度为７５～８５％时，将浓缩后的木糖醇液放置结晶罐，冷却、结晶；结晶母液送至模拟移动床分离，分离温度５０～７５℃，最高压力０．５～１．５Ｍｐａ，循环泵流量示数２５～３５，母液进料流量３．５～４．５升／小时，洗脱水进水量６．０～６．５升／小时； ｆ、被模拟移动床分离出的阿拉伯糖，经浓缩获得纯度７５～８０％，浓度为７５～８５％的Ｌ－阿拉伯糖液时，冷却、获得干Ｌ－阿拉伯糖晶体；离心处理后的母液返回ｂ工序，进入下一循环。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张红，王慧霞，于建伟，赵青，王立巧，董进臣，王文义，程坤杰，高洁，李伟，
申请(专利权)人：华北制药康欣有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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