[发明专利]季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵法生产木糖醇的工艺，尤其是一种季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇的方法。

背景技术

木糖醇（Xylitol）也叫戊五醇，是一种五碳糖醇。它的分子式为C₅H₁₂O₅，是木糖代谢的正常中间产物，外形为结晶性白色粉末，它可用作甜味剂、营养剂和药剂在化工、食品、医药等工业中广泛应用。同时木糖醇是一种无致龋性的甜味剂，已广泛应用于食品、医药等领域；在体内代谢不需胰岛素参与，因此适合作为糖尿病患者的甜味替代品。生产木糖醇的原料多来源于富含多缩戊糖的玉米芯、棉子壳、甘蔗渣、桦木片等农副产品，这些原料经过高温水解后成为含大量木糖的水解液。工业上一般采用加氢催化经过高度纯化的木糖溶液生产木糖醇。该方法产率低、成本高、污染较严重。

酒糟成分复杂，但主要是以稻壳等半纤维素物质为主，而稻壳中多缩戊糖的含量占16%~22%。近几年，我国酒糟的年产量约为1000万t，数量相当可观 。以酒糟为原料，利用季也蒙毕赤酵母发酵生产木糖醇的研究还未见报道。    

发明内容

本发明在于克服背景技术中存在的现有木糖醇生产工艺成本高、污染较严重的问题，而提供一种季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇的方法。该季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇的方法，选择以酒糟为原料，工艺条件温和、能耗低、环境污染低、产品质量更加安全可靠，大大降低了生产成本。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇的方法，包括以下步骤：

（1）制备酒糟水解液

将烘干后的酒糟粉碎至粒径40目， 按1:5的比例（w/v）与0.1%的NaOH溶液混合，搅拌下加热煮沸l h，冷却后用滤布过滤，弃去滤液，用清水洗涤滤渣，再将滤渣与1000 mL水共煮l h，过滤，除去灰分后的滤渣留待下步水解；采用由1%HCl和1% H₃PO₄所组成的混合酸水解酒糟，水解温度100℃，固液比1:10（w/v），水解2 h；水解液85℃浓缩至木糖含量约40 g/L，再以1:10的比例（w/v）加入活性炭脱色；用石灰乳中和至pH 5.0，抽滤去除Ca₃(PO₄)₂沉淀后，所得水解液于4℃冷藏备用；

（2）培养基

YPD培养基：配制YPD斜面培养基，用于菌种的活化；

种子培养基：含木糖约20g/ L的原始酒糟水解液100mL，酵母膏10 g/L，蛋白胨20 g/L，MgSO₄·7H₂O 0.2 g/L，KH₂PO₄ 5g/L， pH5.5，110℃灭菌20 min；

发酵培养基：含木糖约40g/L 90mL的浓缩的酒糟水解液中，补加10 mL有机氮源溶液，有机氮源溶液为酵母膏10g/L及蛋白胨20g/L；起始pH5.0，110℃灭菌20 min；

（3）木糖醇发酵

斜面培养：将季也蒙毕赤酵母菌种接种于YPD试管斜面上；

液体种子培养：取斜面菌种1环，接入液体种子培养基中， 250mL三角瓶装种子培养基液量50 mL，于28℃，摇床200 r /min培养24 h；

摇瓶发酵：将液体种子接种至发酵培养基中，摇瓶内种子培养的最优工艺为：装液量为1/5；接种量5% ，温度为28 ℃，转速为180 r/min，发酵48 h结束，制得含木糖醇的发酵液；用高效液相色谱仪测定，得出保留时间和色谱峰面积，测得木糖醇的含量。

所述的采用高效液相色谱仪测定时色谱条件为：Thermo-NH₂柱；柱温：常温；流动相：乙腈：水=85：15；流速：1mL/min；示差折光检测器检测，进样量为20μL。

 季也蒙毕赤酵母发酵酒糟水解液生产木糖醇机理为: 酒糟水解液作为木糖原料(基质)，在木糖还原酶的作用下还原成木糖醇，在此反应中的催化剂主要利用了辅酶NADPH，季也蒙毕赤酵母细胞内NADP主要通过戊糖磷酸的代谢路线转化成NADPH。另一方面，细胞内的NADH在好气条件下经过呼吸反应链的反应后再生成NAD⁺。木糖还原酶利用NADPH和NADH两者而存在，催化木糖反应生成木糖醇。