一种利用固定化鲁氏酵母去除溶液中果糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用固定化鲁氏酵母去除溶液中果糖的方法。本发明专利技术以聚乙烯醇混合海藻酸钙为载体固定化酵母细胞，采用分批连续发酵法可连续多轮转化高浓度果糖溶液，基本可完全去除阿洛酮糖生产中混合糖液中的果糖。在该方法中，固定化酵母细胞可多次重复使用，工艺简单，处理过程中没有乙醇产生，避免了后续步骤中因乙醇蒸馏带来的安全隐患，大大降低了生产成本，可应用于阿洛酮糖的规模化工业生产。可应用于阿洛酮糖的规模化工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用固定化鲁氏酵母去除溶液中果糖的方法


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种利用固定化鲁氏酵母去除溶液中果糖的方法。

技术介绍

[0002]D
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阿洛酮糖是一种己酮糖单糖，是D
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果糖的C
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3差向异构体，其甜度相当于蔗糖甜度的70％。D
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阿洛酮糖在人体内难以被消化吸收，故食用起来不提供任何热量，是一种优良的天然代糖。D
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阿洛酮糖在自然界中非常稀有，仅少量存在于小麦，鼠刺属植物，极难进行天然提取。常规的化学合成生产成本过高，无法规模化生产。目前人们主要是利用D
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阿洛酮糖
‑3‑
异构酶进行酶促反应合成D
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阿洛酮同，或者使用全细胞催化的方式，以整个微生物细胞作为酶催化果糖异构化来合成D
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阿洛酮糖。D
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阿洛酮糖
‑3‑
异构酶催化果糖异构化为D
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阿洛酮糖属于可逆反应，反应平衡时果糖的转化率最多不超过30％，因此用生物合成方法生产D
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阿洛酮糖的产物中会同时存在果糖与阿洛酮糖两种理化性质极其接近的同分异构体，单独分离D
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阿洛酮糖的难度很大。
[0003]目前工业生产上采用的模拟移动床进行连续色谱分离是D
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阿洛酮糖最成熟的分离纯化方法，分离效果好，可连续生产，但设备昂贵，运行成本高，必须通过扩大生产规模来摊薄成本。还有采用生物转化法进行分离纯化，即利用酶促反应或者全细胞催化的方法将剩余底物果糖转化为容易分离的物质，例如：LI等利用固定化葡萄糖异构酶和氧化还原酶将D
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果糖转化为葡萄糖酸，然后利用阴离子交换树脂去除葡萄糖酸，此方法思路新颖，但固定化酶成本较高，不适用于大批量的糖液处理(LI C，ZHANG C，LIN J，et al.Enzymatic fructose removal from D
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psicose bioproduction model solution and the system modeling and simulation[J].Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2018,93(5):1249
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1260)；袁堂国利用马克斯克鲁维酵母消耗混合糖液中的D
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果糖以生产乙醇，降低分离成本，在不添加任何营养物质的情况下，可以将D
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果糖全部发酵成乙醇(专业学位硕士学位论文：袁堂国，差向异构酶的异源表达及D
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阿洛酮糖的高效转化，大连理工大学，2021)；汪俊卿等利用酿酒酵母发酵消耗混合糖液中的D
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果糖或D
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葡萄糖，同时还可以去除糖液中的色素(CN200710116242.7)。上述两种方法设备要求低，处理速度快，但都采用了混合糖液添加游离菌体转化果糖的方式，每一批次的糖液处理完毕后需进行固液分离(离心、压滤)步骤，将菌体与糖液分离后才能进行下一步纯化，无法实现连续处理，分离后的菌体也无法再次利用，造成极大浪费，所以需要开发更经济有效的生物转化方法去除混合糖液中的果糖。
[0004]鲁氏酵母菌(Zygosaccharomyces rouxii)是酱油酿造过程中的主要产香菌株，目前还没有文献可以证明鲁氏酵母对人类存在致病性，属于食品安全菌株。目前还没有将鲁氏酵母用于去除溶液中果糖生产D
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阿洛酮糖的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用固定化鲁氏酵母去除溶液中果糖生产D
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阿洛酮糖的方法。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种固定化细胞的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1：将细胞菌液与包含海藻酸钠、聚乙烯醇醇的溶液混合均匀得混合菌液；
[0009]S2：将混合菌液加入含CaCl2的硼酸溶液中，反应得到固定物，洗涤后将固定物依次放置于CaCl2溶液中进行交联，得固定化细胞。
[0010]优选地，步骤S2中置于CaCl2溶液后还包括依次置于三亚乙基四胺溶液和戊二醛溶液进行交联后得固定化细胞。
[0011]优选地，所述海藻酸钠浓度为1～3％(w/v)。
[0012]优选地，所述聚乙烯醇浓度为7～9％(w/v)。
[0013]优选地，所述硼酸溶液中CaCl2的浓度为3～5％(w/v)。
[0014]优选地，所述CaCl2溶液的浓度为3～5％(w/v)。
[0015]优选地，所述三亚乙基四胺溶液的浓度为0.4～0.6％。
[0016]优选地，所述戊二醛溶液的浓度为0.4～0.6％(v/v)。
[0017]优选地，步骤S1中所述菌液与包含海藻酸钠、聚乙烯醇醇的溶液的体积比为(0.5～2):1。
[0018]优选地，所述步骤S2中加入硼酸溶液后的条件为16～24℃0.5～1.5h。
[0019]优选地，所述CaCl2溶液中的条件为2～6℃20～28h。
[0020]优选地，所述三亚乙基四胺溶液中的条件为2～6℃2～4h。
[0021]优选地，所述戊二醛溶液中的条件为2～6℃6～10min。
[0022]优选地，所述细胞包括鲁氏酵母细胞和/或马克思克鲁维酵母细胞。
[0023]本专利技术的第二方面，提供一种固定化细胞，由本专利技术第一方面所述的方法制备。
[0024]本专利技术的第三方面，提供一种去除糖溶液中果糖的方法，包括：以混合糖液为底物，利用本专利技术第二方面所述的固定化细胞进行发酵，消耗混合糖液中的果糖；所述细胞为鲁氏酵母细胞。
[0025]优选地，所述混合糖液包含果糖、D
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阿洛酮糖、D
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果糖、D
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葡萄糖中的至少一种。
[0026]优选地，所述果糖浓度为300～400g/L。
[0027]优选地，所述固定化细胞与糖液的质量体积比为4～6％(细胞湿重/糖液体积)。
[0028]优选地，所述发酵条件为150～250转/分，27～33℃。
[0029]优选地，所述发酵时间为2～5h，可根据转化程度适应性调整。
[0030]优选地，所述发酵包括同时发酵或分批连续发酵。
[0031]优选地，所述分批连续发酵包括(a)或(b)；
[0032](a)：
[0033]果糖溶液单轮转化流程：每轮的果糖溶液经4管小球转化；将鲁氏酵母固定化小球加入到装有果糖溶液的1号离心管中，将该管放入摇床进行发酵转化；处理结束后将溶液倒入装有同样数量小球的2号离心管，同样条件转化；依次类推到3号管和4号管，每管转化结束时取样采用高效液相色谱法检测果糖残留量；
[0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定化细胞的制备方法，包括以下步骤：S1：将细胞菌液与包含海藻酸钠、聚乙烯醇醇的溶液混合均匀得混合菌液；S2：将混合菌液加入含CaCl2的硼酸溶液中，反应得到固定物，洗涤后将固定物依次置于CaCl2溶液中进行交联，得固定化细胞。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中置于CaCl2溶液后还包括依次置于三亚乙基四胺溶液和戊二醛溶液进行交联后得固定化细胞。3.权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的浓度为1～3％(w/v)；所述聚乙烯醇的浓度为7～9％(w/v)；所述CaCl2的浓度为3～5％(w/v)；优选地，所述三亚乙基四胺溶液的浓度为0.4～0.6％；所述戊二醛溶液的浓度为0.4～0.6％(v/v)。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述细胞包括鲁...

【专利技术属性】
技术研发人员：许好妹，张志乾，霍梦飞，刘汉强，崔华，吴奕瑞，
申请(专利权)人：广州市乾相生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：