專利名稱：一種利用解脂耶羅威亞酵母菌株生產赤蘚糖醇的工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于發酵工程技術領域，特別涉及一株赤蘚糖醇生產菌及用其生產赤蘚糖醇的工藝。
背景技術：
隨著全球肥胖病人的不斷增加，人們對無熱量甜味劑的需求不斷增大。赤蘚糖醇作為一種零熱量、純天然的健康型甜味劑，在肥胖患者較多的歐美地區開始逐漸走俏。目前，我國生產赤蘚糖醇的企業主要是中食歌瑞和保齡寶兩家公司，他們均采用解脂假絲酵母發酵生產，菌種來自中國食品發酵工業研究院。根據中國食品發酵工業研究院的專利CN1932002 (申請號=200510102929. 6)介紹，該菌種的發酵時間為96小時左右， 但是實施例中的發酵時間為120 132小時，發酵時間比較長。這樣會產生三個不利因素 第一，由于發酵需要不斷攪拌和鼓風，時間長電耗會很高；第二，發酵時間越長越容易發生染菌現象，輕則轉化率降低，重則造成倒罐；第三，這么長的發酵時間，大大降低了設備的生產效率，生產設備投資會比較大。關于赤蘚糖醇的分離提純，CN1932002提到的工藝為發酵液過濾、濃縮、結晶、 脫色、除鹽、再次濃縮和結晶。這種重結晶工藝得到的產品純度較高可達99. 7%以上，但是重結晶會使赤蘚糖醇的收率大大降低，即使再從余液中提取也會大大提高生產成本。 CN101302551A (申請號200810016810. 0)介紹了一種赤蘚糖醇的提取工藝為發酵液經陶瓷膜過濾后再經納濾膜過濾除雜，然后濃縮結晶、分離干燥。本工藝收率高，生產成本低，但是生產的產品會含有發酵異味，產品純度和透光度也偏低，不能滿足客戶的要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用解脂耶羅威亞酵母菌株生產赤蘚糖醇的工藝，以解決現有技術攪拌和鼓風時間長、電耗高、易發生染菌、生產效率低、成本高等問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是利用自然界中篩選的解脂耶羅威亞酵母菌經人工擴繁后生產生產赤蘚糖醇，所述解脂耶羅威亞酵母菌菌種培養及利用該菌種生產赤蘚糖醇的工藝步驟為菌種制備一一、二級種子培養一發酵獲得發酵液一陶瓷膜過濾一納濾一蒸發濃縮一活性炭脫色一離子交換一真空結晶一助晶一離心一烘干一篩分一包裝。離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準，因此可混入陶瓷膜濾液進入下一工序，這樣大大提高了產品收率。其具體生產工藝步驟如下
1、菌種的制備
將保藏于冰箱冷藏室的斜面菌種轉接至新鮮斜面中，然后放置在生化培養箱中觀 31°C培養2 3天。將培養的新鮮斜面種子轉接于7 8個新配制的茄形培養皿中，放置在生化培養箱中觀 31°C培養2 3天，使菌種得到進一步放大培養。制備約7L液體培養基，分裝至50 70個干凈的IL三角瓶中，每瓶100 140ml，滅菌后冷卻待用。在接種瓶中制備好液體種子培養基，冷卻。在超凈工作臺中向培養好的每個茄形培養皿中倒入60 70ml無菌水，并用接種環將斜面上的菌落刮下在無菌水中混勻。按每個三角瓶接種10 15ml的量在超凈工作臺中進行接種。接種完畢的三角瓶用8層無菌紗布封好口，放置在恒溫振蕩培養箱中觀 32°C震蕩培養Mh。將培養好的菌種在超凈工作臺中混入滅菌的接種瓶中待用。2、一級種子培養
將Im3的一級種子罐沖洗干凈，“三路進汽”進行空消。按裝液量700L配好種子培養基。先用夾套升溫至罐壓0. 08 0. 09mpa,再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消。攪拌并用夾套降溫至30 32°C，將接種瓶中的液體菌種“火焰接種”至罐內。按30 50m3/h通入無菌空氣，保持溫度28 31°C，攪拌轉速150 250r/min， 培養20 24h。3、二級種子培養
對IOm3的二級種子罐進行空消，方法同一級種子罐。按裝液量7 Sm3配好種子培養基。先用盤管升溫至罐壓0.08 0.09mpa，再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消。攪拌并用盤管降溫至30 31°C，注意保持罐壓不能為Ompa。對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，并由IOm3罐用壓縮空氣進行反吹，將管道溫度降至50 60°C左右。通過壓縮空氣將一級種子罐中的液體種子移至二級種子罐。按250 400m3 /h通入無菌空氣，保持溫度沘 31 °C，攪拌轉速100 150r/min， 培養1 1。4、發酵
對IOOm3發酵罐進行空消，方法同一級種子罐。按裝液量70 SOm3配好發酵培養基。先用盤管升溫至罐壓0.08 0.09mpa，再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消。對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，自然降溫至50 60°C左右。通過壓縮空氣將二級種子罐中的液體種子移至發酵罐。按1000 1500m3 /h通入無菌空氣，保持溫度四 31°C，前40h攪拌轉速為90 100r/min,以后為70 80r/min，發酵60 70h，還原糖降至0. 1%后停止發酵。5、陶瓷膜過濾
將發酵液用壓縮空氣排至陶瓷膜循環罐中，用陶瓷膜過濾，得到折光度為15% 18%、 赤蘚糖醇純度為75% 9 澄清濾液。
6、納濾
陶瓷膜濾液進一步通過納濾膜進一步去除膠體色素等雜質，以便于后續活性炭脫色及過濾。納濾后折光度為10% 13%。7、三效濃縮
納濾后的料液經三效濃縮后折光度為30% 40%左右，由于濃縮，顏色稍變深。8、活性炭脫色
三效濃縮后的料液按固形物加入0. 5% 1%的糖類專用活性炭，70 80°C保溫1 池，再經板框過濾，得到透光度95%以上的料液。9、離交
按陰——陽——陰的順序走離子交換柱，陰樹脂為南開D296樹脂，陽樹脂為南開 001X7。通過離子交換進一步除鹽脫色，最終透光度為100%。10、真空結晶
離交后的料液進入真空結晶槽，當從視鏡中觀察到有微小晶粒出現時，加入晶種，保持溫度60 65°C進行結晶。當視鏡中的晶粒不再運動時關掉蒸汽，抽真空降溫，溫度降至 40 48°C時將料膏打入助晶槽。11、助晶
晶粒在助晶槽中進一步生長，當物料無明顯液體存在，溫度降至10 35°C左右時，進入離心工序。12、離心
將料膏加入離心機中離心5 lOmin，取出晶體物料，通過直線振動篩進入流化床進行
jys T O13、烘干
物料進入流化床后，熱風溫度調至60 70°C，調節冷風風量，保持出料溫度不高于 35 "C。14、篩分
晶體赤蘚糖醇從流化床出來后進入旋振篩進行篩分，可得到不同粒度的產品。15、成品包裝
采用本發明的積極效果是離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準，因此可混入陶瓷膜濾液進入下一工序，這樣大大提高了產品收率。成品純度在99. 5%以上，水分在0. 16%左右。利用該工藝生產的赤蘚糖醇既提高了產品收率降低了生產成本，又保證了產品質量滿足了客戶要求。該菌種的發酵周期為70小時左右，大大縮短了發酵時間，提高了生產效率。
具體實施例方式我公司研發中心在土壤或蜂巢中篩選獲得解脂耶羅威亞酵母菌，經人工擴繁后獲得赤蘚糖醇生產菌種，用于生產赤蘚糖醇，所述解脂耶羅威亞酵母菌菌種培養及利用該菌種生產赤蘚糖醇的工藝步驟為菌種制備一一、二級種子培養一發酵獲得發酵液一陶瓷膜過濾一納濾一蒸發濃縮一活性炭脫色一離子交換一真空結晶一助晶一離心一烘干一篩分 —包裝。離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準，因此可混入陶瓷膜濾液進入下一工序，這樣大大提高了產品收率。其具體生產工藝步驟如下 1、菌種的制備
(1)將保藏于冰箱冷藏室的斜面菌種轉接至新鮮斜面中，然后放置在生化培養箱中 30°C培養3天。(2)將培養的新鮮斜面種子轉接于8個新配制的茄形培養皿中，放置在生化培養箱中30°C培養3天，使菌種得到進一步放大培養。(3)制備約7L液體培養基，分裝至50個干凈的IL三角瓶中，每瓶140ml，滅菌后冷卻待用。(4)在接種瓶中制備好液體種子培養基，冷卻。(5)在超凈工作臺中向培養好的每個茄形培養皿中倒入70ml無菌水，并用接種環將斜面上的菌落刮下在無菌水中混勻。(6)按每個三角瓶接種IOml的量在超凈工作臺中進行接種。(7)接種完畢的三角瓶用8層無菌紗布封好口，放置在恒溫振蕩培養箱中30°C震蕩培養Mh。(8)將培養好的50瓶菌種在超凈工作臺中混入滅菌的接種瓶中待用。2、一級種子培養
(1)將Im3的一級種子罐沖洗干凈，“三路進汽”進行空消。(2)按裝液量700L配好種子培養基。(3)先用夾套升溫至罐壓0. OSmpa,再通過“三路進汽”將罐壓升至0. Impa進行實消。(4)攪拌并用夾套降溫至31°C，將接種瓶中的液體菌種“火焰接種”至罐內。(5)按40m3/h通入無菌空氣，保持溫度30°C，攪拌轉速200r/min，培養Mh。3、二級種子培養
(1)對IOm3的二級種子罐進行空消，方法同一級種子罐。(2)按裝液量7m3配好種子培養基。(3)先用盤管升溫至罐壓O.OSmpa，再通過“三路進汽”將罐壓升至0. Impa進行實消。(4)攪拌并用盤管降溫至30°C，注意保持罐壓不能為Ompa。(5)對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，并由IOm3罐用壓縮空氣進行反吹，將管道溫度降至60°C左右。(6)通過壓縮空氣將一級種子罐中的液體種子移至二級種子罐。(7)按:350m3/h通入無菌空氣，保持溫度30°C，攪拌轉速150r/min，培養12h。4、發酵
對IOOm3發酵罐進行空消，方法同一級種子罐。(1)按裝液量70m3配好發酵培養基。(2)先用盤管升溫至罐壓O.OSmpa，再通過“三路進汽”將罐壓升至0. Impa進行實消。(3)對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，自然降溫至60°C左右。(4)通過壓縮空氣將二級種子罐中的液體種子移至發酵罐。
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(5)按1500m3/h通入無菌空氣，保持溫度^.6°C，前40h攪拌轉速為lOOr/min， 以后為80r/min，發酵68h還原糖降至0. 1%,停止發酵。5、陶瓷膜過濾
將發酵液用壓縮空氣排至陶瓷膜循環罐中，用陶瓷膜過濾，得到折光度為15%、赤蘚糖醇純度為87%澄清濾液85m3。6、納濾
陶瓷膜濾液進一步通過納濾膜進一步去除膠體色素等雜質，以便于后續活性炭脫色及過濾。納濾后折光度為13%。7、三效濃縮
納濾后的料液經三效濃縮后折光度為30%，由于濃縮，顏色稍變深。8、活性炭脫色
三效濃縮后的料液按固形物加入0. 5%的糖類專用活性炭，75°C保溫lh，再經板框過濾，得到透光度97%的料液。9、離交
按陰一陽一陰的順序走離子交換柱，陰樹脂為南開D296樹脂，陽樹脂為南開001X7。 通過離子交換進一步除鹽脫色，最終透光度為100%。10、真空結晶
離交后的料液進入真空結晶槽，當從視鏡中觀察到有微小晶粒出現時，加入晶種，保持溫度65°C進行結晶。當視鏡中的晶粒不再運動時關掉蒸汽，抽真空降溫，溫度降至45°C時將料膏打入助晶槽。11、助晶
晶粒在助晶槽中進一步生長，當物料無明顯液體存在，溫度降至30°C時，進入離心工序。12、離心
將料膏加入離心機中離心lOmin，取出晶體物料，通過直線振動篩進入流化床進行烘干。13、烘干
物料進入流化床后，熱風溫度調至65°C，調節冷風風量，保持出料溫度不高于35°C。14、篩分
晶體赤蘚糖醇從流化床出來后進入旋振篩進行篩分，可得到不同粒度的產品。15、成品包裝
根據客戶的要求，選擇對應的粒度和包裝規格對晶體赤蘚糖醇進行包裝。成品純度在 99. 92%以上，水分為0. 16%。得粒度20目以上的產品0. 82噸，粒度20 40目的產品8. 16 噸，粒度40目以下的產品0. 43噸，共計9. 41噸。總收率為84. 8%。
權利要求
1. 一種利用解脂耶羅威亞酵母菌株生產赤蘚糖醇的工藝，其特征是是利用自然界中篩選的解脂耶羅威亞酵母菌，經人工擴繁后生產赤蘚糖醇，所述解脂耶羅威亞酵母菌菌種培養及利用該菌種生產赤蘚糖醇的工藝步驟為菌種制備一一、二級種子培養一發酵獲得發酵液一陶瓷膜過濾一納濾一蒸發濃縮一活性炭脫色一離子交換一真空結晶一助晶一離心 —烘干一篩分一包裝；離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準，因此可混入陶瓷膜濾液進入下一工序，這樣大大提高了產品收率；其具體生產工藝步驟如下 (1)菌種的制備a)將保藏于冰箱冷藏室的斜面菌種轉接至新鮮斜面中，然后放置在生化培養箱中 ^ 31°C培養2 3天；b)將培養的新鮮斜面種子轉接于7 8個新配制的茄形培養皿中，放置在生化培養箱中觀 31°C培養2 3天，使菌種得到進一步放大培養；c)制備約7L液體培養基，分裝至50 70個干凈的IL三角瓶中，每瓶100 140ml， 滅菌后冷卻待用；d)在接種瓶中制備好液體種子培養基，冷卻；e)在超凈工作臺中向培養好的每個茄形培養皿中倒入60 70ml無菌水，并用接種環將斜面上的菌落刮下在無菌水中混勻；f)按每個三角瓶接種10 15ml的量在超凈工作臺中進行接種；g)接種完畢的三角瓶用8層無菌紗布封好口，放置在恒溫振蕩培養箱中觀 32°C震蕩培養Mh ；h)將培養好的菌種在超凈工作臺中混入滅菌的接種瓶中待用；(2)一級種子培養a)將Im3的一級種子罐沖洗干凈，“三路進汽”進行空消；b)按裝液量700L配好種子培養基；c)先用夾套升溫至罐壓0.08 0. 09mpa,再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消；d)攪拌并用夾套降溫至30 32°C，將接種瓶中的液體菌種“火焰接種”至罐內；(5)按30 50m3/h通入無菌空氣，保持溫度28 31°C，攪拌轉速150 250r/min，培養20 24h ；(3)二級種子培養a)對IOm3的二級種子罐進行空消，方法同一級種子罐；b)按裝液量7 Sm3配好種子培養基；c)先用盤管升溫至罐壓0.08 0. 09mpa,再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消；d)攪拌并用盤管降溫至30 31°C，注意保持罐壓不能為Ompa；e)對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，并由IOm3罐用壓縮空氣進行反吹，將管道溫度降至 50 60°C左右；f)通過壓縮空氣將一級種子罐中的液體種子移至二級種子罐；g)按250 400m3/h通入無菌空氣，保持溫度28 31°C，攪拌轉速100 150r/min， 培養1 ；(4)發酵a)對IOOm3發酵罐進行空消，方法同一級種子罐；b)按裝液量70 SOm3配好發酵培養基；c)先用盤管升溫至罐壓0.08 0. 09mpa,再通過“三路進汽”將罐壓升至0. 1 0. 12mpa進行實消；d)對移種管道進行蒸汽濕熱滅菌，自然降溫至50 60°C左右；e)通過壓縮空氣將二級種子罐中的液體種子移至發酵罐；f)按1000 1500m3/h通入無菌空氣，保持溫度四 31°C，前40h攪拌轉速為90 100r/min,以后為70 80r/min，發酵60 70h，還原糖降至0. 1%后停止發酵；(5)陶瓷膜過濾將發酵液用壓縮空氣排至陶瓷膜循環罐中，用陶瓷膜過濾，得到折光度為15% 18%、 赤蘚糖醇純度為75% 9 澄清濾液；(6)納濾陶瓷膜濾液進一步通過納濾膜進一步去除膠體色素等雜質，以便于后續活性炭脫色及過濾；納濾后折光度為10% 13% ；(7)三效濃縮納濾后的料液經三效濃縮后折光度為30% 40%左右，由于濃縮，顏色稍變深； (8)活性炭脫色三效濃縮后的料液按固形物加入0. 5% 1%的糖類專用活性炭，70 80°C保溫1 池，再經板框過濾，得到透光度95%以上的料液；(9)離交按陰——陽——陰的順序走離子交換柱，陰樹脂為南開D296樹脂，陽樹脂為南開 001 X 7，通過離子交換進一步除鹽脫色，最終透光度為100% ；(10)真空結晶離交后的料液進入真空結晶槽，當從視鏡中觀察到有微小晶粒出現時，加入晶種，保持溫度60 65°C進行結晶，當視鏡中的晶粒不再運動時關掉蒸汽，抽真空降溫，溫度降至 40 48°C時將料膏打入助晶槽；(11)助晶晶粒在助晶槽中進一步生長，當物料無明顯液體存在，溫度降至10 35°C左右時，進入離心工序；(12)離心將料膏加入離心機中離心5 lOmin，取出晶體物料，通過直線振動篩進入流化床進行烘干；(13)烘干物料進入流化床后，熱風溫度調至60 70°C，調節冷風風量，保持出料溫度不高于 35 0C ；(14)篩分晶體赤蘚糖醇從流化床出來后進入旋振篩進行篩分，可得到不同粒度的產品；(15)成品包裝根據客戶的要求，選擇對應的粒度和包裝規格對晶體赤蘚糖醇進行包裝，成品純度在 99. 5%以上，水分在0. 16%左右。
全文摘要
一種利用解脂耶羅威亞酵母菌株生產赤蘚糖醇的工藝，屬于發酵工程技術領域。是利用在自然界中篩的解脂耶羅威亞酵母菌，經人工擴繁后生產赤蘚糖醇，所述解脂耶羅威亞酵母菌菌種培養及利用該菌種生產赤蘚糖醇的工藝步驟為菌種制備→一、二級種子培養→發酵獲得發酵液→陶瓷膜過濾→納濾→蒸發濃縮→活性炭脫色→離子交換→真空結晶→助晶→離心→烘干→篩分→包裝。離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準。本發明離心所得母液再經納濾提純后可達到陶瓷膜濾液的標準，因此可混入陶瓷膜濾液進入下一工序，這樣大大提高了產品收率。成品純度在99.5%以上，水分在0.16%左右。具有生產成本低，發酵周期短，生產效率高等優點。
文檔編號C12P19/02GK102352393SQ20111032964
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者姜希生, 孫魯, 李毅, 杜瑞鋒, 邱學良, 黃偉紅 申請人:山東福田藥業有限公司