[发明专利]一种热带假丝酵母发酵木糖母液生产木糖醇的培养基及发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热带假丝酵母发酵木糖母液生产木糖醇的培养基及发酵方法，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

木糖醇是一种在自然界中存在的五碳糖醇，也是人体代谢的中间产物。木糖醇在食品、医药、轻工等领域具有广泛用途：作为糖尿病人的辅助治疗剂、防龋齿、改善肝功能、调节肠道。

目前工业化的木糖醇生产方法多为化学生产法：将富含多缩戊糖的玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等材料经酸水解后分离纯化获得木糖，再经氢化得到木糖醇。木糖母液是提取粗木糖后剩下的浓缩废液，其中含有一定量的木糖、葡萄糖和阿拉伯糖等，但再从中分离纯化木糖成本较高。国内木糖醇的产量在13万吨/年，每年有大量的木糖母液未被利用。木糖母液其主要成分有：葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等糖类以及糠醛、乙酸等抑制菌体生长的物质。利用微生物发酵法发酵木糖母液生产木糖醇可缓解环境压力，节约资源。

发明人在前期工作中，通过删除热带假丝酵母木糖代谢途径中的木糖醇脱氢酶(专利申请号：201510498085.5)，阻断了木糖醇在其体内的代谢，以达到木糖醇的大量积累，得到了一株热带假丝酵母基因工程菌XZX-4。虽然XZX-4在木糖50g/L、葡萄糖10g/L、酵母膏10g/L、KH₂PO₄5g/L、MgSO₄·7H₂O 0.2g/L的发酵培养基中发酵后的木糖醇产量达到42.72g/L，木糖转化率达到99％。然而，XZX-4在木糖母液(木糖280g/L、葡萄糖85g/L)200g/L、酵母膏10g/L，蛋白胨10g/L，KH₂PO₄5g/L的发酵培养基中发酵后，木糖醇产量34.5g/L、木糖实际转化率95％。由此可见，XZX-4利用木糖母液发酵生产木糖醇的工艺，还有待进一步提高，以达到提高木糖醇产量、菌株发酵性能稳定性、转化率，降低生产成本的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了合适的发酵工艺，提高了微生物发酵木糖母液生产木糖醇的菌株的发酵性能的稳定性和原料利用率，降低了生产成本。

本发明所使用的菌株为Candida tropicalis XZX B4，是本实验室前期通过基因删除手段构建的木糖醇脱氢酶基因缺失的菌株(即专利申请201510498085.5中得到的热带假丝酵母基因工程菌XZX-4)。

本发明中，木糖母液是提取粗木糖后剩下的浓缩废液，其中含有一定量的木糖、葡萄糖和阿拉伯糖等，木糖母液的主要成分有：葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等糖类以及糠醛、乙酸等抑制菌体生长的物质。

本发明的第一个目的是提供一种提高热带假丝酵母利用木糖母液发酵生产木糖醇产量和转化率的培养基，所述培养基中含有木糖母液100-300g/L，玉米浆1-5g/L。

在一种实施方式中，所述热带假丝酵母，是木糖醇脱氢酶基因缺失的酵母菌株，不能利用唯一的木糖做碳源进行生长繁殖。

在一种实施方式中，所述培养基，先调整pH至10.0再将pH调至5.0。

在一种实施方式中，含有木糖母液200-300g/L、玉米浆4-6g/L，pH 5.0-7.0。

在一种实施方式中，所述调整pH至10.0是采用氢氧化钙进行调整，所述将pH调至5.0是采用磷酸调整。

在一种实施方式中，所述木糖母液300g/L、玉米浆5g/L，pH 5.0。

在一种实施方式中，所述木糖母液是木糖醇生产过程中木糖结晶后留下的颜色深的粘稠液体，其中木糖醇生产工艺流程：原料→酸水解→木糖液→结晶木糖→氢化→结晶木糖。

在一种实施方式中，所述木糖母液主要成分为98.36g/L葡萄糖、512.31g/L木糖、96.28g/L阿拉伯糖。

本发明的第二个目的是提供一种利用热带假丝酵母利用木糖母液发酵生产木糖醇产量和转化率的方法，所述方法是利用本发明的培养基进行发酵培养。

在一种实施方式中，所述方法是将热带假丝酵母种子液以15％～30％的接种量接种到培养基中，然后于35℃下发酵至木糖不再消耗结束。

在一种实施方式中，所述发酵的转速700r/min，通气量4L/min。

在一种实施方式中，所述接种量为15％。

在一种实施方式中，所述发酵的时间为48h。

在一种实施方式中，所述热带假丝酵母种子液所使用的种子液培养基为：葡萄糖20g/L、酵母粉10g/L、蛋白胨20g/L。

本发明的优点和效果：