專利名稱：一種調節發酵液滲透壓提高赤蘚糖醇產量的方法
技術領域：
本發明涉及利用調節發酵液滲透壓提高假絲酵母的赤蘚糖醇產量，并生產赤蘚糖醇的方法，屬于食品生物技術領域。
背景技術：
赤蘚糖醇(Erythritol)是一種天然存在的四碳糖醇，化學名1，2，3，4_ 丁四醇，分子式C4HltlO4,分子量122. 12，熔點126°C，沸點329 331°C，外觀為白色粉狀晶體，粉碎性好，溶于水會吸收較多能量，溶解熱為-97. 4J/g，食用時有一種涼爽的口感特征。在自然界中其廣泛存在于海藻、食用菌、甜瓜、葡萄、桃等植物或植物果實中。赤蘚糖醇是一種多羥基化合物，分子量小，大部分可以在小腦內快速吸收，在人體內及哺乳動物體內消化系統中的代謝方式與其他多元糖醇類不同，不參加糖代謝，生理耐 受量高，故可以在低能量食品中發揮作用，可供糖尿病、肥胖和低血糖病人食用；具有抗齲齒和促進雙歧桿菌生長等生理功能。其甜度約為蔗糖的60% 70%，而且其甜味在口腔內的殘留時間非常短，大量動物實驗證明赤蘚糖醇是一種非常安全的糖醇。因此，赤蘚糖醇作為低能量功能性保健食品甜味劑，具有廣泛的應用前景。赤蘚糖醇的制備方法主要為微生物發酵法，即以淀粉或淀粉糖為原料，由微生物在高濃度條件下發酵后提純精制、濃縮、結晶、分離、干燥而得。目前國內從自然界中篩選的一株圓酵母在初始葡萄糖濃度為40%時，赤蘚糖醇產量最高為120. Og/L。國外分離篩選到一株高滲酵母在30%葡萄糖和4%玉米漿的培養基中經35°C發酵培養3天產量達到141. Og/L0

發明內容
本發明的目的是提供一種赤蘚糖醇發酵的新方法，以提高產品的轉化率，降低生產成本，穩定產品質量，為赤蘚糖醇的生產提供一種新的途徑。本發明的目的是這樣實現的一種調節發酵液滲透壓提高赤蘚糖醇產量的方法，以假絲酵母sp. )SK25. 001，即CCTCC NO: M 2011477為生產菌，該酵母菌株已保存于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC NO M 2011477。(a)假絲酵母CCTCC NO: M 2011477在含有葡萄糖的發酵培養基中進行發酵，其間加入KCl或NaCl以控制發酵培養基的滲透壓，得到含有赤蘚糖醇的發酵液；
(b)從含有赤蘚糖醇的發酵液中分離純化赤蘚糖醇；
具體步驟為
(1)種子培養
以假絲酵母sp. ) CCTCC NO: M 2011477 為生產菌，
種子培養基葡萄糖200g/L，酵母粉10g/L，去離子水配制；
種子培養條件于30°C，200rpm的轉速下搖床培養10_60h ；
(2)發酵培養發酵培養基葡萄糖100_500g/L，酵母粉10-40g/L，尿素l_10g/L，硫酸鎂0_3g/L，硫酸銅0-2g/L，磷酸二氫鉀O-lg/L，去離子水配制；
發酵條件200L發酵罐、攪拌速度200rpm、pH 5、風量30m3/h、溶解氧20%、罐壓O. 5atm、溫度30°C ；
當發酵Id后，在發酵培養基中加入KC1，使發酵培養基的滲透壓維持在1.4-2.6 Os/kg，繼續發酵3d，殘糖達到5%左右，發酵液中赤蘚糖醇質量濃度達到12%-16%。(3)赤蘚糖醇的提取，包括將發酵液進行過濾、脫色、脫鹽、濃縮和結晶。過濾發酵液用孔徑為O. I μ m的鋸齒膜過濾機進行過濾，收集濾液； 脫色濾液中加入O. 5%的活性碳，攪拌升溫，于80°C下保持30min，進入板框回流過濾直至濾液澄清；
脫鹽將樣液以2L/L樹脂/h的流速通過陽離子交換柱(鈣型磺酸型陽離子交換柱)脫
鹽；
濃縮在減壓濃縮罐中于65°C將料液濃縮至固形物含量在70%以上；
結晶結晶罐中以一定的降溫速度緩慢達到10°C以下，直至晶粒成熟。本發明的有益效果通過控制發酵培養基的滲透壓，經過4d的發酵后，殘糖可達到5%，發酵液中的赤蘚糖醇濃度達到12%-16%，產量較自然發酵時的10%-12%濃度，提高了20%-30%，為赤蘚糖醇的工業化制備提供了新的方法。生物材料樣品保藏假絲酵母sp. )SK25. 001,已保藏于中國典型培養物保藏中心，簡稱CCTCC，地址中國武漢武漢大學，保藏編號CCTCC NO :M2011477，保藏日期2011年12月23日。
具體實施例方式為了更好的闡述本發明所提出控制發酵培養基滲透壓提高赤蘚糖醇產量的生產工藝，下面通過實施例來對本發明做進一步說明。實施例I 赤蘚糖醇發酵液制取
以假絲酵母sp. ) CCTCC NO: M 2011477為生產菌，種子培養基、發酵培養基如技術方案中所述。斜面菌種經活化后，以常規量接種于IOOmL的一級種子培養基中，30°C下培養24h，取50mL —級種子轉接于4L 二級種子培養基，30°C下通風培養60h，取IOL 二級種子轉接于200L發酵培養基中，30°C下發酵，攪拌速度200rpm，控制溶氧在20%，pH 5、風量30m3/h、罐壓O. 5atm、發酵24小時后，在培養基中加入KCl或NaCl，將培養基的滲透壓維持在
2.40s/kg,并繼續發酵直至發酵液中葡萄糖耗盡時結束，即得到赤蘚糖醇發酵液。經檢測其中赤蘚糖醇濃度達到16%。實施例2 赤鮮糖醇的提取
過濾發酵液用孔徑為O. I μ m的鋸齒膜過濾機進行過濾，收集濾液。脫色濾液中加入O. 5%的活性碳，攪拌升溫，于80°C下保持30min，進入板框回流過濾直至濾液澄清；除鹽將樣液以20L/L樹脂/h的流速通過陽離子交換柱(鈣型磺酸型陽離子交換柱)除
鹽；
濃縮在減壓濃縮罐中于65°C將料液濃縮值固形物含量在70%以上；
結晶結晶罐中以一定的降溫速度緩慢達到10°C以下，直至晶粒成熟。所得晶體熔點為121°C，有甜味，HPLC 一標準樣品做參比分析確定產品即是赤蘚糖醇。
權利要求
1.一種調節發酵液滲透壓提高赤蘚糖醇產量的方法，其特征在于以假絲酵母山sp. ) CCTCC NO: M 2011477為生產菌，(a)假絲酵母CCTCC NO: M 2011477在含有葡萄糖的發酵培養基中進行發酵，其間加入KCl或NaCl調節其滲透壓，得到含有赤蘚糖醇發酵液；(b)從含有赤蘚糖醇的發酵液中分離純化赤蘚糖醇；具體步驟為 (1)種子培養 以假絲酵母sp. ) CCTCC NO: M 2011477 為生產菌， 種子培養基葡萄糖200g/L，酵母粉10g/L，去離子水配制； 種子培養條件于30°C，200rpm的轉速下搖床培養10_60h ； (2)發酵培養 發酵培養基葡萄糖100_500g/L，酵母粉10-40g/L，尿素l_10g/L，硫酸鎂0_3g/L，硫酸銅0-2g/L，磷酸二氫鉀0-lg/L，去離子水配制； 發酵條件200L發酵罐、攪拌速度200rpm、pH 5、風量30m3/h、溶解氧20%、罐壓0. 5atm、溫度30°C ； 當發酵Id后，在發酵培養基中加入KC1，使發酵培養基的滲透壓維持在I. 4-2. 6 Os/kg，繼續發酵3d，控制殘糖達到5%，發酵液中赤蘚糖醇質量濃度達到12%-16% ； (3)赤蘚糖醇的分離純化包括將發酵液進行過濾、脫色、脫鹽、濃縮和結晶。
2.根據權利要求I所述調節發酵液滲透壓提高赤蘚糖醇產量的方法，其特征在于所述赤蘚糖醇的分離純化，步驟為 過濾發酵液用孔徑為0. I y m的鋸齒膜過濾機進行過濾，收集濾液； 脫色濾液中加入0. 5%的活性碳，攪拌升溫，于80°C下保持30min，進入板框回流過濾直至濾液澄清； 脫鹽將脫色后樣液以2L/L樹脂/h的流速通過鈣型磺酸型陽離子交換柱脫鹽； 濃縮在減壓濃縮罐中于65°C將料液濃縮至固形物含量在70%以上； 結晶結晶罐中以一定的降溫速度緩慢達到10°C以下，直至晶粒成熟。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述的脫鹽通過離子交換或膜過濾法進行。
全文摘要
一種調節發酵液滲透壓提高赤蘚糖醇產量的方法，屬于食品生物技術領域。本發明以假絲酵母(Candidasp.)SK25.001，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCCNOM2011477為生產菌，其赤蘚糖醇產量在自然發酵條件下可達到10%-12%，提高其赤蘚糖醇發酵產量的方法包括(1)調節發酵過程中的培養基滲透壓，(2)從發酵液中分離純化赤蘚糖醇。用本發明所闡述的方法經過4天發酵，赤蘚糖醇的產量達到了12%-16%，比自然發酵提高了20%-30%，為赤蘚糖醇的工業生產提供了新方法。
文檔編號C12P7/18GK102703525SQ20121020453
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者張濤, 江波, 沐萬孟, 田柳, 繆銘 申請人:江南大學