[发明专利]酿酒酵母菌及一种微生物制备高纯度D-半乳糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵工程领域，更具体地说，涉及一种微生物制备高纯度D-半乳糖的方法。

背景技术

目前市场上的D-半乳糖主要是由化学法生产，通过酸水解乳糖溶液成D-半乳糖和D-葡萄糖溶液，再用冰醋酸等化学试剂去除D-葡萄糖，经浓缩结晶得到D-半乳糖。采用化学法生产的D-半乳糖成分中其纯度不高，只能达到90%左右，同时生产过程中会采用大量的化学试剂，不仅成本高，同时生产过程中会产生大量的有机物和有机废水，对环境不友好。

发明内容

本发明利用以酿酒酵母为出发菌株诱变选育到的一株突变株CGMCCNo.7785，该菌株能发酵消耗乳糖水解液中的D-葡萄糖而不发酵D-半乳糖，使葡萄糖转变成二氧化碳和水，通过脱色、浓缩、结晶等工序生产出D-半乳糖。本发明摒弃传统的化学方法，不使用有机溶剂，无废水产生，是一种绿色生产工艺。此外，以乳糖水解液为原料生产D-半乳糖的生物方法，具有生产过程简单、条件温和、生产过程中不会产生污染物、产品纯度高的特点。

为了达到上述目的，本发明提供一种酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）DLPU-GLC,保藏编号CGMCC NO.7785。

本发明还提供了所述酿酒酵母菌DLPU-GLC在制备D-半乳糖的应用。具体说，本发明一种微生物制备高纯度D-半乳糖的方法，将酿酒酵母菌体DLPU-GLC加入到乳糖水解液中厌氧发酵消耗葡萄糖完全后，去除菌体后的清液中按加入活性炭脱色，之后过滤除去活性炭，脱色液浓缩，结晶，用乙醇结晶和漂洗，离心得D-半乳糖湿晶体。其中，所述酿酒酵母菌体选用保藏编号CGMCCNO.7785的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。

此外，上述所得D-半乳糖湿晶体65～75℃烘干后得D-半乳糖成品。

而所述酿酒酵母菌体CGMCC NO.7785的获得方法为：将菌体接种于装有50ml完全培养基的250ml三角瓶中，30℃，210rpm下培养24h，离心得菌体；所述培养基中葡萄糖0.5%，酵母膏1%，蛋白胨2%，自然pH。

所述发酵过程为：以1.5～2.5克：100毫升的比例将所述菌体加入到乳糖水解液中，30～35℃、200～220rpm下发酵48～72小时，离心除去菌体，取上清液中按发酵液体积的0.6%～0.8%加入活性炭80～90℃脱色30～40min，过滤除去活性炭，脱色清液减压浓缩，待浓缩到有晶体出现时冷却结晶24小时，离心得到D-半乳糖晶体，用乙醇漂洗60分钟，离心得到所述D-半乳糖湿晶体。

此外，优选方式下，所述乳糖水解液的制备方法为：用硫酸水解乳糖20～26小时，用碳酸钙中和至pH6.5～7.5，冷却到30～35℃，过滤得清液。

本发明通过一种诱变筛选微生物，利用微生物法发酵乳糖水解液中的葡萄糖而不发酵D-半乳糖的原理，从发酵液中提纯获制备纯度D-半乳糖的方法，属于发酵工程领域。除本发明酿酒酵母菌DLPU-GLC之外的普通酿酒酵母尽管消耗D-葡萄糖的速度大于消耗D-半乳糖的速度，但还是能够消耗D-半乳糖的，尤其在通风的条件下。本发明出发菌株的酿酒酵母是基本上能发酵所有的还原糖，在诱变之前酿酒酵母无论是厌氧发酵还是有氧通风发酵在发酵葡萄糖的同时还发酵D-半乳糖。通过实验证实采用没有诱变的菌株是生产不出来D-半乳糖的，发酵乳糖水解液最后得到的是二氧化碳和水，发酵液中不残留任何糖，收率为0。而采用本发明提供的菌株CGMCC No.7785发酵乳糖水解液时，无论是有氧还是厌氧，菌株均不消耗D-半乳糖，而葡萄糖均发酵成二氧化碳和水。通过实验我们确定厌氧发酵，采用CGMCC No.7785发酵乳糖水解液能得到D-半乳糖含量在98%（高效液相色谱柱测定）以上，收率达38-42%（以投入的乳糖原料计算）。

保藏说明

本发明涉及的生物材料样品的保藏信息：参据的微生物（株）为DLPU-GLC，分类命名为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），于2013年6月13日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC）保藏，保藏编号CGMCC NO.7785。CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

具体实施方式

以酿酒酵母为出发菌株诱变选育到的一株突变株，保藏号CGMCC No.7785（以下简称7785），该菌株能消耗乳糖水解液中的D-葡萄糖而不消耗D-半乳糖。

一、扩繁菌体