[发明专利]采用发酵法制备核糖醇的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种核糖醇的制备工艺，具体涉及一种采用发酵法制备核糖醇的制备工艺。属于生物化工技术领域。

背景技术

核糖醇是制备高价值非天然糖的重要起始原料，它可以经微生物酶反应直接转化制得L-核糖或通过微生物脱氢制备成L-核酮糖后再异构化成L-核糖。而近年来非天然的L-型糖和它们的改性核苷类似物因其潜在的生物学活性和低毒性已经开始备受很多研究者的关注，如稀有L-戊糖(L-核糖、L-木糖等)已用于制备具有抗HIV病毒作用的核甘类似物，目前多个L-核糖的核甘类似物已经处于II期或者III临床。可以预见，随着L-核糖等的核甘类似物作为新型抗病毒药物的发展，核糖醇亦必将具有广阔的市场前景。

目前，核糖醇的制备通常是采用化学方法将D-核糖还原得到。然而，D-核糖在医药工业中本身即可以作为药物直接用于疾病治疗，又可以作为前体物质合成其他药物，因而D-核糖价格相对较高。另一方面，在核糖醇的化学制备过程中D-核糖的氢化需要高温高压，且有机溶煤又给后处理和环保带来了麻烦而且花费昂贵。因此，为适应市场、绿色工艺等多方面的需求，发展生物技术直接将廉价的可再生资源如葡萄糖转化成核糖醇具有重要的经济和社会意义。

1998年日本专利(JP10210994)公布了菌种Trichosporonoides摇瓶发酵廉价糖生产核糖醇的方法。其工艺特征在于用葡萄糖一步发酵制得核糖醇。其中不可避免产生大量赤藓糖醇和甘油等副产物。1999年日本专利(JP11137285)进一步公布了以葡萄糖为原料，采用菌种Trichosporonoidesoedocephalis ATCC 16958发酵生产核糖醇的方法，其主要工艺特征是利用高浓度葡萄糖发酵生产核糖醇，产物分离采用铝型、锰等强酸性阳离子交换树脂对核糖醇进行分离，此工艺特征同样不可避免的产生甘油等副产物，同时分离成本相对较高。同年，日本专利(JP11004699)公布了核糖醇的分离和回收工艺，其工艺特征在于将菌体细胞除去后，在发酵清液中添加熟石灰后过滤，后加甲醇等小分子醇到滤液中将核糖醇沉淀，此工艺过程产生大量二氧化碳，分离过程醇用量较大，产品纯度较离子交换树脂分离得到的产品低，不利于工业化生产。此外，1999年日本专利(JP11215981)还公布了生产核糖醇的培养基，主要工艺特征在于利用鱼肉萃取物、大豆粉、脱脂大豆粉、或棉籽蛋白等作为氮源来生产核糖醇。

到目前为止，除上述专利外，国内外尚未见有其它以葡萄糖为原料，采用发酵法制备核糖醇制备工艺的报道。

发明内容

本发明旨在提供一种制备工艺比较简单，制成品质量稳定，制备成本比较低，基本无三废排放的采用发酵法制备核糖醇的制备工艺。

本发明实现其目的的总体构想是，以可再生的价格低廉的葡萄糖为原料，选用高渗酵母球头三型孢菌(Tricnosporonoides oedocephaIis)为出发菌株，依次按照菌种制备，种子培养和发酵三个步骤进行发酵培养。而在其发酵培养过程中，采取分段搅拌措施，控制其发酵过程的溶氧量；同时采取分段补料措施，通过分段搅拌和分段补料，营造符合菌种微生物的培养、繁殖和有利于发酵制备核糖醇的条件，联合调控发酵液中的核糖醇和副产品甘油的浓度；且通过发酵液的提纯，制取高品质、高纯度白色结晶核糖醇。

有鉴于上述构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种采用发酵法制备核糖醇的制备工艺，以葡萄糖为原料，以高渗酵母球头三型孢菌为出发菌株，依次按照菌种制备，种子培养和发酵三个步骤进行，其创新点在于：

a、所述发酵步骤，是将步骤2所制备的种子液与含有葡萄糖的发酵培养基按1～10％体积比，接种于已灭菌的装有所述发酵培养基的发酵罐内，实施搅拌发酵培养，制取发酵液；

b、所述发酵培养是在罐压为0～1Mpa，温度为25～40℃，溶解氧为5～95％，PH为4～7的工艺条件下进行的；发酵培养过程的时间为80～160h，至其葡萄糖的残糖量≤0.3％时发酵结束；

c、所述发酵过程的搅拌为分段搅拌；前30h的搅拌转速控制在200～600rpm范围内，溶解氧控制在65～95％范围内；30h后的搅拌转速控制在100～300rpm范围内，溶解氧控制在5～65％范围内。

上述技术方案所涉及的菌种制备，可采用通常的方式，即将其所述菌株接种斜面，在25～35℃恒温条件下，培养90～100h后，在1～4℃温度条件下保存待用。