[发明专利]出芽短梗霉AY82利用木糖生产普鲁兰糖的方法

说明书

技术领域：

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一株出芽短梗霉菌株及其利用木糖生产普鲁兰糖的方法。 

背景技术：

普鲁兰糖是出芽短梗霉（Aureobasidium Pullulan）产生的一种无支链胞外同聚多糖，它是由α-（1,4）和α-（1,6）糖苷键构成的麦芽三糖不断聚合而成的。规整的化学结构赋予普鲁兰糖独特的性质，它的结构富有韧性且易溶于水。普鲁兰糖可以作为增稠剂，少量的普鲁兰糖溶解在水中，便能产生很大粘度。普鲁兰糖制成的透明薄膜防油并且不能透过氧气，良好的性能使它可以用作食品和药品的包衣及可降解包装材料。普鲁兰糖还能替代淀粉作为一种低卡路里食品，也能作为化妆品乳剂使用。普鲁兰糖是一种极具应用前景的微生物胞外多糖。 

木糖作为一种巨大的潜在资源，引起了研究者们的极大关注。已有报道利用木糖生产乙醇、木糖醇、丁醇等产物。然而，微生物利用木糖效率普遍不高，这些产物的产率也较低。研究出芽短梗霉利用木糖生产普鲁兰糖能为木糖的合理利用提供了一种新的路径。目前，出芽短梗霉生产普鲁兰糖主要利用蔗糖和葡萄糖，未见利用木糖生产普鲁兰糖的报道。木糖在自然界中是以各种各样的形式存在着的，例如木糖母液和木质纤维素中就含有较为可观的木糖。 

酸处理甘蔗渣或玉米芯的水解液，经两到三轮的浓缩、冷却，分离出木糖结晶体后的液体称为木糖母液。木糖母液中35～40%的成分为木糖，此外，还有少量的葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖。中国每年产生超过5万吨木糖母液，研究如何更好的利用这些廉价的富含木糖成分的液体具有深远的意义。采用物理方法将木糖母液中的各组份分离后加以利用，工序复杂且成本较高。相比较而言，生物分离或者生物转化的方法更具优势。 

木质纤维素在自然界中存在广泛，它主要包含纤维素、半纤维素、木质素三类物质。它是地球上储存量最大的可再生资源，但木质纤维素的合理利用却一直是个难题。现今，只有少量的木质纤维素原料被用于造纸及化工等行业，大多数都被直接焚烧或者丢弃。木糖作为半纤维素水解物的主要产物，是整个木质纤维素中含量仅次于葡萄糖的糖类物质。 

这些广泛存在的资源可以通过微生物的作用，转化为更具价值的物质。普鲁兰糖在各行业应用很广，具有很高的商业价值。因而，研究出芽短梗霉利用木糖产普鲁兰糖就显得很有必要，它能够为木糖的合理利用提供新思路，能够有效提升其附加值。 

发明内容：

本发明提供了一株出芽短梗霉菌株及其生产普鲁兰糖的方法，该菌株能够利用木糖或木糖母液或半纤维素水解液有效高产普鲁兰糖。 

本发明的技术方案如下： 

出芽短梗霉AY82，能以木糖为碳源发酵生产普鲁兰糖，摇瓶发酵产量达到16.61g/L，5L发酵罐发酵产量达到16.23g/L。 

出芽短梗霉AY82利用木糖生产普鲁兰糖的方法，包括如下步骤： 

种子液的制备：斜面菌种经转接培养获得种子液； 

发酵培养：将种子液接入发酵培养基中发酵培养；发酵培养在摇瓶或发酵罐中进行；所述发酵培养基以木糖为主要碳源，添加其他氮源和微量元素组成。 

所述发酵培养基组成为：木糖40～80g/L、（NH₄）₂SO₄0.8～1.2g/L、K₂HPO₄4～6g/L、MgSO₄·7H₂O0.2～0.4g/L、NaCl2～4g/L、酵母浸粉0.6～1.0g/L，121℃高压蒸汽灭菌20min。 

所述摇瓶发酵还可以用木糖母液培养基，组成为：以木糖母液替换发酵培养基中的木糖，所述木糖母液组成成份如下：木糖35-40%，阿拉伯糖8-16%，半乳糖9-15%，葡萄糖8-11%，其余为水；稀释至木糖母液培养基中的总糖含量为50g/L。 

所述摇瓶发酵还可以用半纤维素水解液培养基，组成为：以半纤维素水解液替换发酵培养基中的木糖，所述半纤维素水解液组成成份如下：木糖70%，葡萄糖12%，阿拉伯糖7%，其余为水；浓缩至半纤维素水解液培养基中的总糖含量为50g/L。 

摇瓶发酵条件为：发酵培养基装量20%，接种量6～10%，摇床转速180～240r/min，温度26～30℃，初始pH6.0～6.5，发酵时间为144～168h。