提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法技术

本发明专利技术公开了提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法；本发明专利技术属于生物工程技术领域：(1)本发明专利技术从影响酵母菌发酵的各种条件分析，优化发酵工艺，从而达到全面提升木糖醇的生产效率的目的；(2)本发明专利技术选择柑橘皮为发酵原料，可以省去多次提纯和精制步骤，进而提高木糖利用率和木糖醇转化率；(3)本发明专利技术筛选并制备氮源培养基及其原配料浓度，使其利于消耗培养基中的木糖，利于代谢产物的生成。利于代谢产物的生成。利于代谢产物的生成。

【技术实现步骤摘要】
提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法


[0001]本专利技术属于生物工程
，具体是提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法。

技术介绍

[0002]木糖醇(C5H
1205
)是一种天然的五碳糖醇，链上的每个碳原子上均连有一个羟基，在李子、草莓和树莓等水果，以及南瓜、菜花和菠菜等蔬菜中少量存在，现已广泛应用于化学、食品及医药等领域口，木糖醇因其低血糖指数、在体内不参与胰岛素代谢通路、食用后不会引起血糖值升高成为胰岛素天然的稳定剂，是糖尿病患者首选的甜味替代品；与相当甜度的糖相比，其热量几乎减少了1/3，因其热量低而被广泛应用于减肥食品中；由于缺少还原性羰基，木糖醇的化学活性低于相对应的糠醛及酮糖，很难被微生物分解使用，因此在预防龋齿方面也有着重要的应用，此外，木糖醇在化妆品、电池领域也有着潜在的应用。
[0003]工业上木糖醇是在高温、高压下由纯D
‑
木糖经镍催化加氢制得,该工艺对原料纯度要求高，反应条件恶劣，因此生产成本高，生产安全性差，并且环境不友好；生物发酵法制备木糖醇利用细胞内的木糖还原酶将木糖还原成木糖醇，以植物中的半纤维素为原料，经过水解、发酵过程生产木糖醇，不仅能制得高纯度的木糖醇还能从实现农业废弃物的转化利用。
[0004]然而，生物发酵法制备木糖醇过程中仍存在很多问题，以木质纤维素为原料，如何解决水解液中抑制物对木糖菌种发酵的影响，如何在不影响葡萄糖正常代谢的前提下高效率的利用木糖，这些都制约了微生物发酵法生产木糖醇技术的产业化进程，因此，优化和控制发酵工艺条件将是本专利技术的重点。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，本专利技术从影响酵母菌发酵的各种条件分析，优化发酵工艺，从而达到全面提升木糖醇的生产效率的目的；本专利技术选择柑橘皮为发酵原料，可以省去多次提纯和精制步骤，进而提高木糖利用率和木糖醇转化率；本专利技术筛选并制备氮源培养基及其原配料浓度，使其利于消耗培养基中的木糖，利于代谢产物的生成。
[0006]为解决以上现有难题，本专利技术公开了提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，所述氮源培养基包括如下重量份的组分：柑橘皮水解液5
‑
25份；酵母粉1
‑
10份；硫酸铵1
‑
5份；蛋白胨3
‑
15份；水余量。
[0007]优选地，所述氮源培养基包括如下重量份的组分：柑橘皮水解液10
‑
20份；酵母粉2
‑
8份；硫酸铵1
‑
3份；蛋白胨5
‑
10份；水余量。
[0008]进一步地，本专利技术提供了一种提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，具体包括如下步骤：
[0009](1)柑橘皮水解液的制备：将柑橘皮烘干后，用电动粉碎器粉碎，粉碎粒度100目，
半纤维素质量分数为6.9％，然后取柑橘皮粉末以1：7(质量：体积)的固液比与质量浓度1.0％硫酸混合，121℃下水解1h，水解液离心滤去残渣后，50℃真空浓缩，至总还原糖约为20％，水解液用碱性溶液中和至pH为10后4000r
·
min
‑1离心20min去除沉淀，上清液用浓硫酸回调至pH为5.5，并脱毒后得到柑橘皮水解液。
[0010](2)发酵培养基的制备：取适量的所述柑橘皮水解液、酵母粉、硫酸铵和蛋白胨溶解于蒸馏水中，用高压灭菌锅灭菌后，倒入平板中备用，得到N源培养基。
[0011](3)酵母菌的接种与培养：将酵母菌接种到所述N源培养基中，并严格控制酵母菌的发酵环境，发酵48小时后得到木糖醇发酵母液，超滤，脱色，离子交换后进行乙醇法对木糖醇进行双重结晶。
[0012]优选地，所述步骤(1)中的碱性溶液为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种；脱毒方法是加入活性炭。
[0013]进一步地，所述步骤(3)中的发酵环境包括：
①
发酵温度；
②
通氧量；
③
摇床转速。
[0014]优选地，所述发酵温度按以下程序：0
‑
12小时：25
‑
30℃；12
‑
24小时：35
‑
40℃；24
‑
48小时：30
‑
35℃。
[0015]优选地，所述通氧量按以下程序：0
‑
12小时：6
‑
8mg/L；12
‑
36小时：0
‑
0.8mg/L；36
‑
48小时：3
‑
5mg/L。
[0016]优选地，所述摇床转速按以下程序：0
‑
12小时：180r/min；12
‑
36小时：50r/min；36
‑
48小时：150r/min。
[0017]采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：
[0018](1)本专利技术从影响酵母菌发酵的各种条件分析，优化发酵工艺，从而达到全面提升木糖醇的生产效率的目的；(2)本专利技术选择柑橘皮为发酵原料，可以省去多次提纯和精制步骤，进而提高木糖利用率和木糖醇转化率；(3)本专利技术筛选并制备氮源培养基及其原配料浓度，使其利于消耗培养基中的木糖，利于代谢产物的生成。
附图说明
[0019]图1木糖转化率结果图
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
[0023]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料及试验菌株，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
[0024]实施例1
[0025]提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法
[0026]所述氮源培养基包括如下重量份的组分：柑橘皮水解液10份；酵母粉2份；硫酸铵1份；蛋白胨5份；水余量。
[0027]进一步地，本专利技术提供了一种提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，具体包括如下步骤：
[0028](1)柑橘皮水解液的制备：将柑橘皮烘干后，用电动粉碎器粉碎，粉碎粒度100目，半纤维素质量分数为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，其特征在于：所述氮源培养基包括如下重量份的组分：柑橘皮水解液5
‑
25份；酵母粉1
‑
10份；硫酸铵1
‑
5份；蛋白胨3
‑
15份；水余量。2.根据权利要求1所述的提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，其特征在于：所述氮源培养基包括如下重量份的组分：柑橘皮水解液10
‑
20份；酵母粉2
‑
8份；硫酸铵1
‑
3份；蛋白胨5
‑
10份；水余量。3.根据权利要求2所述的提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)柑橘皮水解液的制备：将柑橘皮烘干后，用电动粉碎器粉碎，粉碎粒度100目，半纤维素质量分数为6.9％，然后取柑橘皮粉末以1：7(质量：体积)的固液比与质量浓度1.0％硫酸混合，121℃下水解1h，水解液离心滤去残渣后，50℃真空浓缩，至总还原糖约为20％，水解液用碱性溶液中和至pH为10后4000r
·
min
‑
1离心20min去除沉淀，上清液用浓硫酸回调至pH为5.5，并脱毒后得到柑橘皮水解液。(2)发酵培养基的制备：取适量的所述柑橘皮水解液、酵母粉、硫酸铵和蛋白胨溶解于蒸馏水中，用高压灭菌锅灭菌后，倒入平板中备用，得到N源培养基。(3)酵母菌的接种与培养：将酵母菌接种到所述N源培养基中，并严格控制酵母菌的发酵环境，发酵48小时后得到木糖醇发酵母液，超滤，脱色，离子交换后进行乙醇法对木糖醇进行双重结晶。4.根据权利要求3所述的提高木糖醇生产效率的酵母菌发酵条件控制方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳，
申请(专利权)人：苏州佳苏笙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：