提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法技术

技术编号：41204446 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-07 22:30

本发明专利技术提供一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法，涉及微生物发酵领域；本发明专利技术所述提高方法包括将油茶果壳原料预处理，加酸水解处理，中和脱色脱毒处理后，将活化的热带假丝酵母与D‑半乳糖醛酸酯还原酶组合制备发酵种子液，然后经过固定化处理后，与发酵复合稳定剂混合得到发酵培养液，发酵制备木糖醇，最后冷冻干燥得到木糖醇；本发明专利技术的方法可显著提高油茶果壳中酸水解产物木糖转化为木糖醇的产率，可满足木糖醇的市场需求，同时可有效提升油茶果壳副产物的附加值，减少资源浪费和环境污染，具有很好的市场前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物发酵，尤其涉及一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法。

技术介绍

1、油茶是我国南方广泛种植的木本食用油料树种，种植面积约6000万亩，每年油茶加工产生的果壳副产物可达400万吨，大部分油茶果壳以焚烧或丢弃方式处理，造成资源浪费和环境污染。因此，如何将油茶果壳转化为高附加值资源成为当今的研究热点。油茶果壳组分复杂多样，其中纤维素占比13.87％～20.95％，木质素占比30.07％～36.23％，半纤维素占比较高，达到35.15％～49.34％。与纤维素和木质素相比，半纤维素相当容易被水解，半纤维素经过酸水解产生大量的木糖，我国较广泛地采用玉米芯、蔗渣、稻壳等作为生产木糖原料，木糖最主要的用途是用来制备木糖醇，木糖进一步通过氢还原反应可以得到木糖醇。

2、木糖醇最早是从芬兰的白桦树、玉米芯和甘蔗渣等植物中提取得到的一种天然甜味剂，是具有营养价值的新型甜味剂，其甜味甜度与蔗糖相当，可作为糖尿病人的食糖替代品，同时具有预防龋齿的功能；由于它具备类似甘油和其他多元醇的许多优异特性，因而被广泛用于国防、医药、化工、皮革、涂料、食品等工业。而当今世界上只有少数国家生产木糖醇，产量远不及需求量，因而在国内外市场上木糖醇都是供不应求的短缺商品。

3、目前主流的木糖醇的生产方法主要是三种：直接萃取法、化学加氢合成法和微生物转化法；其中利用微生物体内的木糖还原酶将木糖转化为木糖醇，其生产过程不涉及高温高压，条件温和，操作简单，过程容易控制，此法克服了其他方法工序复杂、生产成本高，污染环境等

4、因此，为了提高油茶果壳中酸水解产物木糖转化为木糖醇的产率，满足木糖醇的市场需求，同时有效提升油茶果壳副产物的附加值，减少资源浪费和环境污染等问题，本专利技术提供了一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法。

技术实现思路

1、为了解决油茶果壳中木糖醇产量低的技术问题，有效提高油茶果壳的利用率，本专利技术提供一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法，所述方法包括步骤如下：

2、a.原料预处理

3、将油茶果壳洗净沥干除杂，60～70℃烘干后粉碎，过40～60目筛后，将油茶果壳粉加水加热至90～100℃，维持1～2h，过滤取滤渣，100～110℃干燥至恒重；

4、b.酸水解处理

5、称取预处理过的滤渣，加入浓度为2～3％的h2so4溶液，固液比为1:5～7，搅拌均匀后，控制反应温度在100～120℃，水解2～3h，待溶液冷却至室温后过滤，

6、用水洗涤滤渣，并合并滤液和水洗液，得到油茶果壳水解液；

7、c.中和脱色脱毒处理

8、将所述油茶果壳水解液用浓度为13～15°be′的石灰乳中和至ph＝3.5～4.5，中和温度70～80℃，中和水解液中多余的h2so4，然后加入相对于滤液5～10％的活性炭和10～15％的焦木素，控制温度在60～80℃，搅拌30～40min进行脱色脱毒，过滤，离心，取上清液冷却备用；

9、d.发酵种子液制备与固定

10、发酵种子液制备与固定：将热带假丝酵母细胞活化后的制备成细胞悬液，加入d-半乳糖醛酸酯还原酶，按1万u/ml酶活计算，所述d-半乳糖醛酸酯还原酶添加量为0.05％～0.25％，混合均匀，得到发酵种子液；将发酵种子液与1.6～2.8％海藻酸钠溶液以体积比1:3～6混合，混匀，以一定速度滴入质量分数为1～2％的氯化钙溶液，钙化3～5h，用无菌水洗涤3～5次后得到海藻酸钙固定化细胞凝胶珠；

11、e.发酵培养液的制备

12、在所述上清液中加入20～30％海藻酸钙固定化细胞凝胶珠和发酵复合稳定剂，即得到发酵培养液；

13、f.发酵制备木糖醇

14、取所述发酵培养液装入摇瓶，装液量占容器容量的40～60％，调节ph为

15、4.5～6.0，通气量0.03～0.09l/min，转速120～220r/min，温度28～30℃发酵48～60h；每批发酵结束后，将海藻酸钙固定化细胞凝胶珠与发酵培养液分离，用无菌水洗涤4～6次，下一批发酵备用；

16、g.冷冻干燥

17、将发酵后的发酵培养液在转速为10000～15000r/min进行离心10～15min，取上清液冷冻干燥后，得到所述木糖醇；

18、优选的，活化后的热带假丝酵母菌株的孢子悬液浓度为细胞浓度≥107个

19、/ml。

20、优选的，所述发酵复合稳定剂为2～4％ nacl、1～4％葡萄糖、1～3％ kcl、0.6～1.0％(nh4)2so4、0.6～0.8％ mgso4.7h2o、0.3～0.5％ kh2po4组成的混合水溶液，灭菌冷却后备用。

21、实验方法

22、木糖醇的检测方法——采用高效液相色谱法，所用水为二次蒸馏水，经超纯水器处理后，电阻率≥18·3ω·m/cm2再用0·2μm的滤膜减压过滤后，经超声波脱气处理至少30min才能用作流动相。

23、色谱条件：色谱柱类型:rezex8μ8％ca·monos(rcm)带保护柱，色谱柱尺寸:300×7.8mm，流动相:经上处理的超纯水，柱温:75℃，流速:0.6ml/min，进样量:5μl(定量环进样)。

24、标准溶液的制备：确称取木糖醇标准品1.0g、1.2g、1.5g、1.8g、2·0g，用超纯水溶解于100ml容量瓶中，并定容至100ml配制成1.0g/100ml、1.2g/100ml、1.5g/100ml、1.8g/100ml、2.0g/100ml的系列标准溶液。用木糖、阿拉伯醇、山梨醇的标准品进行定性。

25、样液的制备：准确称取木糖醇样品1.0g，用超纯水溶解并定容至100ml。

26、计算方法：等高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：

2.根据权利要求1或2所述的提高油茶果壳中木糖醇产量的方法，其特征在于，所述活化后的热带假丝酵母菌株的孢子悬液浓度为细胞浓度≥107个/mL。

3.根据权利要求1所述的提高油茶果壳中木糖醇产量的方法，其特征在于：所述发酵复合稳定剂为2~4%NaCl、1~4%葡萄糖、1~3%KCl、0.6~1.0%(NH4)2SO4、0.6~0.8% MgSO4.7H2O、0.3~0.5% KH2PO4组成的混合水溶液，灭菌冷却后备用。

4.根据权利要求1所述的提高油茶果壳中木糖醇产量的方法，其特征在于：所述热带假丝酵母的菌株保藏编号为CCTCC M 205067。

【技术特征摘要】

1.一种提高热带假丝酵母发酵油茶果壳制备木糖醇产量的方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：

2.根据权利要求1或2所述的提高油茶果壳中木糖醇产量的方法，其特征在于，所述活化后的热带假丝酵母菌株的孢子悬液浓度为细胞浓度≥107个/ml。

3.根据权利要求1所述的提高油茶果壳中木糖醇产量的方法，其特征在于：所述发酵复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵竑绯，曹志华，任杰，
申请(专利权)人：浙江树人学院，
类型：发明
国别省市：

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