本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活酵母菌制劑，有鮮酵母型菌制劑和干燥型活菌制劑兩種，其中鮮酵母型菌制劑的組分及含量以重量百分比計是：水65％-70％、木糖0.65％-0.7％、木糖醇0.65％-0.7％、氯化鈉0.65％-0.7％，余量為活菌率95％以上的熱帶假絲酵母；干燥型活菌制劑的組分及含量以重量百分比計是：水4％-6％、木糖1.5％-2.0％、木糖醇0.65％-1.5％、氯化鈉0.65％-1.5％，余量為活菌率80％-95％的熱帶假絲酵母；本發(fā)明專利技術(shù)還公開了所述活酵母菌制劑在生產(chǎn)木糖醇中的應(yīng)用，為木糖醇的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種低成本、生產(chǎn)步驟簡化、原料利用率高的方法。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種木糖醇生產(chǎn)用活性酵母菌制劑及其應(yīng)用，尤其涉及一種用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活酵母菌制劑及其應(yīng)用，屬于生物化工領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
木糖醇是一種白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，屬于五碳多元醇的一種。木糖醇甜度與蔗糖相當(dāng)，代謝不需要胰島素參與，是一種具有保健功能的甜味劑，主要用于食品加工行業(yè)。另外，木糖醇在醫(yī)藥、化工、皮革、涂料及等行業(yè)也有廣泛用途。傳統(tǒng)的木糖醇生產(chǎn)工藝是以木糖為原料采用化學(xué)加氫法生產(chǎn)，其反應(yīng)在高溫高壓下進(jìn)行，加氫反應(yīng)需要氫氣，生產(chǎn)安全性要求高，危險性大。另外，化學(xué)加氫副產(chǎn)物較多，后續(xù)分離比較困難。自然環(huán)境中有些酵母菌株可以轉(zhuǎn)化木糖產(chǎn)生木糖醇，可用于木糖醇的生產(chǎn)。利用酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇，反應(yīng)條件溫和，過程控制簡單，是木糖醇工業(yè)生產(chǎn)的理想的替代途徑。近年來利用生物技術(shù)進(jìn)行木糖轉(zhuǎn)化木糖醇的研究非常活躍，并篩選出了一批具有工業(yè)開發(fā)價值的生產(chǎn)菌株，但其研究主要集中在原料的選擇、菌種篩選及構(gòu)建以及發(fā)酵工藝的優(yōu)化等方面。通常，微生物發(fā)酵生產(chǎn)都需要進(jìn)行菌種擴(kuò)大培養(yǎng)過程，即菌種培養(yǎng)從斜面菌種開始，然后通過逐級放大，最后進(jìn)入主發(fā)酵階段。然而，菌種擴(kuò)大培養(yǎng)需要配備專門技術(shù)人員進(jìn)行菌種保藏和管理，擴(kuò)培過程也需要專門的設(shè)備和場地，人力和物力消耗巨大，限制了發(fā)酵生產(chǎn)的規(guī)模和拓展。活性菌制劑是采用特定菌株、通過特定培養(yǎng)工藝和干燥工藝制成的仍然保持原菌體生理活性的固體菌制劑。其既可替代原菌體避免菌種擴(kuò)培過程，簡化生產(chǎn)步驟和減少投入，提高原料利用率；又可制備成作為商品出售的專用活性菌制劑，極為適用于微生物發(fā)酵生產(chǎn)。目前，在發(fā)酵行業(yè)中活菌制劑已經(jīng)有比較廣泛應(yīng)用，比如酸奶的生產(chǎn)采用的酸奶發(fā)酵菌劑，酒精發(fā)酵應(yīng)用的酒精干酵母用制劑，啤酒發(fā)酵生產(chǎn)用的啤酒干酵母等。但檢索發(fā)現(xiàn)，有關(guān)用于生產(chǎn)木糖醇的活酵母菌制劑及其應(yīng)用還未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種用于木糖醇生產(chǎn)的活性菌制劑及其應(yīng)用，特別是一種用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活性酵母菌制劑及其應(yīng)用。本專利技術(shù)所述的用于木糖醇生產(chǎn)的活性酵母菌制劑，有鮮酵母型活性菌制劑和干燥型活菌制劑兩種，其特征在于:所述鮮酵母型活性菌制劑的組分及含量以重量百分比計是:7K 65% -70%、木糖0.65% -0.7%,木糖醇0.65% -0.7%,氯化鈉0.65% -0.7%,余量為活菌率95 %以上的熱帶假絲酵母；所述干燥型活菌制劑的組分及含量以重量百分比計是:水4% -6%、木糖1.5% -2.0%、木糖醇0.65% -1.5%、氯化鈉0.65% -1.5%，余量為活菌率80% -95%的熱帶假絲酵母；其中，上述的熱帶假絲酵母是熱帶假絲酵母(Candida tropicalis) SFX-Y9菌株，該菌株已于2013年5月7日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏地址:中國武漢武漢大學(xué)，保藏編號為CCTCC No:M2013183o本專利技術(shù)所述用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活酵母菌制劑的制備方法，步驟是:(I)熱帶假絲酵母(Candida tropicalis) SFX-Y9菌株種子液制備；(2)通過流加補料的方式進(jìn)行二級或三級培養(yǎng)，制得細(xì)胞濃度為40_45g/L的酵母菌培養(yǎng)液；(3)收集菌體細(xì)胞并用清水和保護(hù)劑溶液洗滌；(4)菌體細(xì)胞脫水制得鮮酵母型活菌制劑，或進(jìn)一步干燥制成干燥型活菌制劑；其特征在于:步驟(I)所述種子液制備方法是:培養(yǎng)溫度28-32 °C，培養(yǎng)時間20_24小時，pH維持在4.0以上；培養(yǎng)基組成以g/L為單位是:葡萄糖10-50，木糖10-50，MgSO40.1，KH2PO4L 0，NaCl 2.0，酵母浸粉 5-10 ；步驟(2)所述培養(yǎng)條件是:培養(yǎng)溫度28-32 °C，相對溶解氧濃度5_15% ;培養(yǎng)基組成以g/L為單位是:葡萄糖20-30，木糖20-30，MgSO40.1，KH2PO4L 5，ZnSO40.1，酵母浸粉1-5;其中，當(dāng)培養(yǎng)液中葡萄糖耗盡后開始流加補料，流加物料中以重量體積(w/v)百分比計木糖濃度為50-70 %、酵母浸粉濃度為I %、玉米漿濃度為I %，流加速度與木糖消耗速度相當(dāng)，流加時間控制在10-20小時；步驟(3)所述保護(hù)劑溶液組成以g/L為單位是:木糖10、木糖醇10、氯化鈉10。本專利技術(shù)所述用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活酵母菌制劑在木糖醇生產(chǎn)中的應(yīng)用。其中，所述應(yīng)用的具體方法是:(I)菌劑活化:配制濃度為50_100g/L的木糖溶液，滅菌冷卻后，將鮮酵母型菌制劑按45-55% (w/v)，或干燥型活菌制劑按10-20% (w/v)，投入到木糖溶液中，30 ±2°C攪拌活化0.5-2小時；(2)轉(zhuǎn)化:將活化好的活菌劑按體積比5% -15%的比例加入到轉(zhuǎn)化液中，所述轉(zhuǎn)化液的組成為:木糖150-300g/L、酵母浸粉l_3g/L、玉米漿l_3g/L、硫酸鎂0.lg/L、硫酸鋅0.lg/L ;通風(fēng)并攪拌，在溫度28-32°C，控制轉(zhuǎn)化液相對溶解氧濃度為0.5-5%, pH維持在4-4.5的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，當(dāng)轉(zhuǎn)化液中的木糖濃度降至10-0g/L時，結(jié)束轉(zhuǎn)化，即獲得含木糖醇的轉(zhuǎn)化溶液。上述轉(zhuǎn)化過程中，轉(zhuǎn)化罐使用常規(guī)好氧發(fā)酵罐，轉(zhuǎn)化液制備及活性酵母菌制劑接入過程需無菌操作。本專利技術(shù)中的專利技術(shù)人從自然環(huán)境中篩選到可以高效轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的熱帶假絲酵母菌株，并通過馴化培養(yǎng)、誘變選育和條件優(yōu)化等手段選育獲得了一株命名為熱帶假絲酵母(Candida tropicalis) SFX-Y9菌株，該菌株已于2013年5月7日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏地址:中國武漢武漢大學(xué)，保藏編號為CCTCC No:M 2013183。實驗證實:該菌株在特定發(fā)酵條件下進(jìn)行木糖醇發(fā)酵，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化率85%以上，木糖醇平均產(chǎn)生速率達(dá)3.5g/l/h以上，是一株具有工業(yè)應(yīng)用價值的菌株。在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步降低生物技術(shù)生產(chǎn)木糖醇的成本、簡化生產(chǎn)工藝，本專利技術(shù)提出了一種用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活性酵母菌制劑及其在轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇中的應(yīng)用方法，為木糖醇的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種低成本、生產(chǎn)步驟簡化、原料利用率高的方法。【具體實施方式】實施例1酵母活性菌制劑的制備(I)菌體細(xì)胞培養(yǎng)—級培養(yǎng):首先將熱帶假絲酵母(Candida tropicalis) SFX-Y9菌株斜面進(jìn)行轉(zhuǎn)接活化，接種5L三角瓶(裝液量1000ml)種子液，30°C，振蕩培養(yǎng)20小時。其中:種子液培養(yǎng)基組成(g/L):葡萄糖50，木糖20，MgSO40.1，KH2PO4L 0，NaCl2.0，酵母浸粉5。二級培養(yǎng)(50L發(fā)酵罐):將培養(yǎng)好的一級種子液按接種量5% (v/v)的接種量接入到二級培養(yǎng)培養(yǎng)基(g/L)中(葡萄糖20，木糖20，MgSO40.LKH2PO4L 5，ZnSO40.1，酵母浸粉3)，維持相對溶解氧濃度10%，pH4.2，培養(yǎng)8小時葡萄糖耗盡，開始流加補料(補充料液組分以重量體積(w/v)百分比計是:木糖濃度70%、酵母浸粉濃度為1%、玉米漿濃度為1% )，控制流加速度與木糖消耗濃度相當(dāng)(5_6g/l/h)。流加培養(yǎng)14小時，繼續(xù)培養(yǎng)至木糖低于10g/L，結(jié)束培養(yǎng)。經(jīng)分析培養(yǎng)液中菌體干重達(dá)38.6g/L。(2)菌體細(xì)胞收集和洗滌離心收集菌體細(xì)胞，用菌體I倍體積的水本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于轉(zhuǎn)化木糖生產(chǎn)木糖醇的活性酵母菌制劑，有鮮酵母型菌制劑和干燥型活菌制劑兩種，其特征在于：所述鮮酵母型菌制劑的組分及含量以重量百分比計是：水65％?70％、木糖0.65％?0.7％、木糖醇0.65％?0.7％、氯化鈉0.65％?0.7％，余量為活菌率95％以上的熱帶假絲酵母；所述干燥型活菌制劑的組分及含量以重量百分比計是：水4％?6％、木糖1.5％?2.0％、木糖醇0.65％?1.5％、氯化鈉0.65％?1.5％，余量為活菌率80％?95％的熱帶假絲酵母；其中，上述的熱帶假絲酵母是熱帶假絲酵母(Candida?tropicalis)SFX?Y9菌株，該菌株已于2013年5月7日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號為CCTCC?No：M2013183。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙祥穎，劉建軍，張立鶴，趙晨，張家祥，田延軍，韓延雷，
申請(專利權(quán))人：山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計院，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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