[发明专利]用微生物发酵法工业化生产海藻糖的方法

摘要

用微生物发酵法工业化生产海藻糖的方法，包括如下步骤：海藻糖水解酶和海藻糖生成酶（X/Y）的发酵、淀粉液化、催化反应、糖化反应、脱色过滤、离子交换、浓缩、结晶、离心、干燥、膜分离。本发明的有益效果：1、本发明以淀粉为原料，酶法催化生产海藻糖，使海藻糖能够大量的、廉价地进行工业法生产。2、酶活力高，用量少，降低了生产成本。3、离心的海藻糖母液通过膜分离，海藻糖含量提高，可以回配结晶，进一步提高海藻糖收率。4、创新的海藻糖结晶工艺，海藻糖含量在50%以上，葡萄糖含量在20%以下，一次结晶海藻糖成品含量可达98.5%以上。5、与用麦芽糖转化海藻糖工艺相比较有很大优势，收率高，生产成本低。

主权项

1.用微生物发酵法工业化生产海藻糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）海藻糖水解酶和海藻糖生成酶的发酵：通过基因构建得到的重组大肠杆菌菌种，采用LB培养基对宿主菌进行培养，包括两个步骤：①种子的活化与制备：将上述重组大肠杆菌菌种接至LB培养基中，37℃培养12h,获得摇瓶种子液；所述LB培养基包括:细菌学蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L、Nacl10g/L；调节PH值到7.4，121℃灭菌20min；②上罐发酵：将摇瓶种子液接种至装有TB培养基的发酵罐中，37℃培养至细菌OD到0.6，加入诱导剂乳糖，使乳糖浓度达到4mg/ml，然后在32℃诱导培养24—36h，获得含有海藻糖水解酶和海藻糖生成酶的发酵液；发酵液经两次高压均质机打破细菌细胞壁，然后灌桶冷藏备用；所述TB培养基由蛋白胨12g、酵母提取物24g、甘油4ml组成，各组分溶解后高压灭菌，冷却到60℃，再加100ml灭菌的170mol/L的磷酸二氢钾和0.72mol/L磷酸氢二钾的溶液；（2）淀粉液化：配淀粉浆浓度14‑‑15Be,PH值调到5.0—6.0，加耐高温淀粉酶400ml/吨淀粉；一次喷射温度105—108℃，保温20—40分钟，碘试反应合格后，再二次喷射灭酶温度130—135℃，生产成液化液；通过板式换热器降温到44—46℃，进糖化罐催化、糖化；（3）催化反应:在糖化罐中调好液化液温度44—46℃，每立方液化液加普鲁兰酶200ml，海藻糖生成酶7000ml，海藻糖水解酶2000ml；保温催化反应30‑‑36小时，生成糖液；（4）糖化反应：催化反应后的糖液升温到62℃，用盐酸调PH4.2—4.5，每立方糖液加复合糖化酶250ml，保温糖化24小时，检测糊精反应合格后，升温到80‑‑85℃灭酶，生成糖化液；如果糊精反应不合格，补加糖化酶，延长糖化时间直到合格后灭酶；（5）脱色过滤：灭酶后的糖化液送到脱色罐，按糖化液含固型物的3%加活性炭、2%加珍珠岩助滤剂，脱色搅拌30分钟，回流清澈、透明、无异物送到离子交换前贮罐；（6）离子交换：过滤好的糖化液依次通过再生好的阳‑‑阴‑‑阳‑‑阴离子交换柱，先打回流，控制好流量，电导率小于20us/cm，PH大于4.5，送到浓缩前罐；（7）浓缩：离子交换好的糖化液用四效浓缩器浓缩到浓度72%—73%，送到结晶前调浓罐，生产成浓糖；（8）结晶：浓糖通过板式换热降温进结晶机，温度控制46—50℃，按总重量的3%加干晶种，养晶4—8小时，降温曲线控制从46℃经60小时降到16℃，高温区46—30℃温度降慢，低温区30—16℃降快；（9）离心：采用上悬式机械卸料自动离心机，结晶好的糖糕用转子泵送到离心机上分配槽，开启离心机离心，用温度低于20℃的蒸馏水按糖糕量的5%洗糖，检测海藻糖含量大于98.5%，若含量不够再用以上的办法洗糖一次，直到达到合格；（10）干燥：用沸腾流化床干燥机或气流干燥机组干燥，一次热风温度控制到65—75℃，二次热风温度控制到75—85℃，冷风温度小于20℃，成品糖温度小于37℃包装；（11）膜分离:离心后的母液含葡萄糖21%，含海藻糖20%，采用特定孔径的有机分子膜，将母液中的葡萄糖与海藻糖分离；海藻糖含量大于80%可回配到离子交换液中浓缩结晶，葡萄糖含量大于95%可用于生产果葡糖浆。