一种生产结晶D-核糖的方法技术

本发明专利技术提供了一种生产结晶Ｄ－核糖的方法，包括以下步骤：（１）将枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）在含有淀粉、淀粉水解糖、单糖和二糖混合糖源组成的底物的发酵培养基中，通入空气，进行有氧发酵，然后从发酵产物中收集Ｄ－核糖清液；（２）将步骤（１）收集的Ｄ－核糖清液采用阳离子树脂和阴离子树脂脱盐处理，然后将脱盐后的溶液浓缩，得到浓糖；（３）将得到的浓糖采用化学法或色谱法分离精制得到结晶Ｄ－核糖。本发明专利技术的方法，得到的结晶Ｄ－核糖白度可达９０％以上，ＨＰＬＣ纯度可达到９９．５％以上，可以直接用作食品添加剂，也可方便地用于抗病毒、抗肿瘤药物的制备。

Process for producing crystalline D- ribose

The present invention provides a method for the production of crystalline D ribose, which comprises the following steps: (1) the Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) in fermentation consisting of starch, starch hydrolysis sugar, sugar and two monosaccharide sugar source substrate medium air, aerobic fermentation, and then collected D ribose supernatant from the fermentation products; (2) the step (1) collection of D ribose supernatant by cation resin and anion resin desalting treatment, and then the solution was concentrated and desalted by the obtained concentrated sugar; (3) separating and refining crystal D-ribose will be concentrated sugar by chemical method or chromatography. The method of the invention, the above crystalline D ribose whiteness could reach 90%, the purity of HPLC can reach more than 99.5%, can be directly used as food additives, can be conveniently used for antiviral and antitumor drug preparation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发酵生产D-核糖的方法，具体涉及微生物发酵法生产D-核 糖的方法。
技术介绍
D-核糖(D-ribose)是生物体内遗传物质核糖核酸(RNA)及若干辅酶和 维生素的组成成分，在生理上是十分重要的物质，目前广泛应用于食品、 医药、化妆品和饲料工业等领域。在医药工业，D-核糖一直是维生素B2的 重要合成原料，也是合成抗病毒、抗肿瘤核苷类药物的重要原料，其作用 日渐突出。另外，近年来还发现D-核糖可以提高体内ATP水平，具有抗疲 劳、耐缺氧保健作用。D-核糖的生产和制备最初是从天然物质中分离，例如用酶法水解核糖 核酸后再进一步降解生成D-核糖。此方法收率极低，不适合工业化大生产。六十年代出现了电解核糖核酸内酯来生产D-核糖，但由于使用了汞电 极，造成严重的环境污染。而通过化学转化法，将D-阿拉伯糖、D-葡萄糖 酸、D-木糖转化为D-核糖的方法也因工艺复杂、成本高、副产物多等原因 而被淘汰。发酵法生产D-核糖，起源于20世纪70年代，具有原料来源广、反应 专一性强、反应条件温和和环境污染小等优点，在国内外受到普遍重视。 有许多文献和专利公开了利用微生物发酵生产D-核糖的方法，其中报道生 产D-核糖收率较高的有日本的显野等(JP0203982)用亚硝基胍反复处理出发菌株，筛选到两株菌株RE5、 RE13，发酵四天，D-核糖积累到100.3 g/L 禾口 118.8 g/L。邓崇亮等(CN 1122833)在2吨的发酵罐上培养70小时，可 以积累D-核糖81.75 g/L。目前国内外D-核糖的专利技术都是以单一的高浓度葡萄糖为碳源底 物，残糖高、转化率低、周期较长，难以得到高纯度的结晶D-核糖。以混 合糖源为底物发酵合成D-核糖的研究大多停留在摇瓶或小试规模。另外虽 然国内外D-核糖的提取精制专利也有许多，但是均没有解决产品质量问题， 所提到的工艺得到的产品纯度都难以达到99.5%以上，不能满足用于食品添 加剂、医药行业原料的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种生产结晶D-核糖的方法，以克服以上技 术存在的上述缺陷。本专利技术的生产结晶D-核糖的方法，包括以下步骤 (1)将枯草芽孢杆菌(Bacz7/船ra^/fc)在含有淀粉、淀粉水解糖、 单糖和二糖混合糖源组成的底物的发酵培养基中，通入空气，进行有氧发 酵，然后从发酵产物中收集D-核糖清液；所说的枯草芽孢杆菌(^acz7/w w^fo)为本领域公知的菌种，在 US3970522中已有报道；发酵培养基的配方为KH2P04: 1.0 20.0g/L; K2HP04: 1.0 20.0g/L; 玉米浆10.0-30.0 g/L;酵母粉1.0~20.0 g/L; (NH4)2S04: 1.0~20.0 g/L; MnS04: 0~5.0 g/L; MgS04: 0 5.0 g/L;消泡剂0.1 10.0 g/L;碳酸钙 10.0~30.0 g/L;总糖160.0 240.0g/L;所说的消泡剂选自聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚(GPE); 发酵条件接种量5.0 10.0%;罐温36.0士1.0。C;通风量0.2 1.0vvm;罐压0.02 0.08MPa;培养时间40 60小时；所说的接种量指的是所接的种子体积与起始发酵液体积的比值； 所说的通风量指的是所通入的纯净空气体积与发酵液体积的比值； 优选的，发酵液经直接膜处理后得到的D-核糖清液或直接浓縮得到含量为10.0 50.0。/。的D-核糖溶液；优选的，从发酵产物中收集D-核糖清液的方法，包括如下步骤将发酵液加酸调节pH至2.0~5.0，加热至50 10(TC，然后用絮凝法、 离心法、板框过滤法或膜过滤法去除发酵液中的菌体和残留固形物，得到 D-核糖清液；所说的絮凝法指的是，在发酵液中加入絮凝剂，如聚丙烯酰胺，然后 过滤，收集清液；所说的酸可以为无机酸如硫酸或盐酸等，也可以为有机酸如草酸或柠 檬酸等；所说的膜过滤所用的膜可以是有机膜或无机膜，可以是超滤膜或微滤膜；(2)将步骤(1)收集的D-核糖清液采用阳离子树脂和阴离子树脂脱 盐处理，然后将脱盐后的溶液浓縮，得到浓糖；其中，所说的阳离子树脂去除阳离子，阴离子树脂去除阴离子； 经预处理得到的发酵清液可以视情况，加入活性炭进行脱色处理，活性炭的加入重量为发酵清液的0~5.0%，脱色的温度为60 95°C，脱色时间 为10 60min;所说的阳离子树脂可选但不限于牌号为732树脂、711树脂或D113树 脂中的一种以上，可采用市售产品，如蚌埠市天星树脂有限责任公司的产叩5所说的阴离子树脂可选但不限于717树脂或331树脂中的一种以上， 可采用市售产品，如上海汇珠树脂有限公司的产品；(3)将得到的浓糖采用化学法或色谱法分离精制得到结晶D-核糖。具 体描述如下化学法将得到的浓糖与苯胺反应，并将得到的糖脎分离出来后再进行分解，然后通过减压蒸馏精制得到结晶D-核糖；反应温度为0 25°C，反应时间为8 16小时，浓糖苯胺=1 : 0.5 2.5 (重量比)；色谱法将得到的浓糖与氯化钠混合后用色谱分离树脂进行分离，收 集所需的馏分，经脱盐后再用醇类或酮类试剂结晶得到结晶D-核糖；浓糖氯化钠=1 : o.i o.5 (重量比)；所说的醇类试剂优选甲醇或乙醇；所说的酮类试剂优选丙酮或丁酮。通过本专利技术的方法，摇瓶规模的D-核糖的产量可达103.1 g/L， 45吨大 规模生产的D-核糖的产量可达74.3g/L。得到的结晶D-核糖白度可达90% 以上，HPLC纯度可达到99.5。/。以上(HPLC检验方法可采用中国药典2005 版方法)，可以直接用作食品添加剂，也可方便地用于抗病毒、抗肿瘤药物的制备。具体实施例方式实施例1种子液的制备1) 取枯草芽孢杆菌(&7^W^fo)的冷冻管菌种，接种于一级种子空白斜面(培养基配比山梨醇5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，酵母膏20.0g/L，K2HP04 2.0g/L， KH2P04 1.0g/L， NaCl 2.0g/L，琼脂20.0g/L， PH自然)，37.0。C培养20 26hr。取一级斜面种子接种于生产空白斜面(培养基配比葡萄糖0.5g/L，蛋白胨10.0g/L，酵母膏20.0g/L， K2HP04 2.0g/L， KH2P041.0g/L， NaC12.0g/L，琼脂20.0g/L， PH自然)，37.0。C培养20~26hr，制得生产斜面种子备用；2) 取上述生产斜面种子，接种于装有200/500mL液体培养基(葡萄糖20.0g/L，酵母膏2.0g/L， K2HPO43.0g/L， KH2P04 1.0g/L， PH自然)的种子瓶中，37.(TC培养14hr，制得摇瓶种子备用。3) 取上述生产斜面种子，接种于空白茄子瓶(培养基配比同生产斜面种子)，37.0。C培养23hr，制得生产茄子瓶种子备用；4) 取上述8个茄子瓶种子，接种于装有4吨培养基的5吨发酵罐中开始种子罐种子培养，接种量为2L茄子瓶菌悬液种子，培养基配比同摇瓶种子，37.0'C培养14hr，制得种子罐种子备用。混合糖源发酵在装有20mL灭好菌的培养基250mL的三角瓶中接入摇瓶种子2.0mL，发酵培养基成分为葡萄糖120.0g/L，蔗糖1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产结晶Ｄ－核糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：　（１）将枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）在含有淀粉、淀粉水解糖、单糖和二糖混合糖源组成的底物的发酵培养基中，通入空气，进行有氧发酵，然后从发酵产物中收集Ｄ－核糖 清液；　（２）将步骤（１）收集的Ｄ－核糖清液采用阳离子树脂和阴离子树脂脱盐处理，然后将脱盐后的溶液浓缩，得到浓糖；　（３）将得到的浓糖采用化学法或色谱法分离精制得到结晶Ｄ－核糖。

【技术特征摘要】
1. 一种生产结晶D-核糖的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在含有淀粉、淀粉水解糖、单糖和二糖混合糖源组成的底物的发酵培养基中，通入空气，进行有氧发酵，然后从发酵产物中收集D-核糖清液；(2)将步骤(1)收集的D-核糖清液采用阳离子树脂和阴离子树脂脱盐处理，然后将脱盐后的溶液浓缩，得到浓糖；(3)将得到的浓糖采用化学法或色谱法分离精制得到结晶D-核糖。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基的配方为 KH2P04: 1.0 20.0g/L; K2HP04: 1.0 20.0 g/L;玉米浆10.0~30.0 g/L;酵 母粉1.0 20.0g/L; (NH4)2S04: 1.0~20.0g/L; MnS04: 0~5.0 g/L; MgS04:0~5.0g/L;消泡剂0.1 10.0g/L;碳酸钙10.0~30.0 g/L;总糖160.0~240.0g/L。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的消泡剂选自聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚(GPE);4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵条件如下 接种量5.0 10.0%;罐温36.0士1.0。C;通风量0.2 1.0v糧;罐压0.02 0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金亮，唐如星，
申请(专利权)人：上海迪赛诺医药发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]