[发明专利]一种木糖醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物发酵领域，特别地，本发明涉及一种木糖醇的制 备方法。

背景技术

木糖醇是一种五碳糖醇，是木糖代谢的正常中间产物，外形为结 晶性白色粉末，广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、 稻草、玉米芯等植物中。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。

木糖醇现有生产工艺：

木糖-溶糖-过滤-浓度调节-pH调节-氢化-活性炭处理- 压力过滤-离子交换-精过滤-预蒸发-蒸发结晶-助晶-离心分 离-干燥-筛分-包装-成品结晶木糖醇

加氢法生产木糖醇工艺的不足：

一是原料利用率低。化学法以纯木糖为原料，玉米芯水解液中有 30％以上的木糖在母液中无法利用。二是环境污染严重。化学法生产 木糖醇工艺由于使用含镍催化剂，较难处理，对环境污染严重。三是 能耗高。化学法将玉米芯水解液浓缩、结晶得到木糖后重新溶解稀释， 加氢后再浓缩、结晶，能耗高。四是生产设备要求高。化学法需制氢， 加氢在高温高压下进行，设备要求高。五是操作复杂、危险。生产在 高温、高压下进行。六是产品质量存在隐患。由于使用了金属粉末催 化剂，且夹带阿拉伯糖醇，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种木糖醇的制备方法，以解决现有技术存 在的上述缺陷。

本发明提供一种木糖醇的制备方法，包括如下步骤：将经过培养 的木糖醇酵母菌种接种到发酵培养基中，进行有氧、微氧两段组合发 酵，即得到木糖醇；其中第一阶段为好氧发酵阶段，第二阶段为微好 氧发酵阶段。

其中，所述发酵培养基包括下述重量百分比的组分：碳源12～ 14％，酵母膏0.1～0.3％、玉米浆0.5～1％、MgSO₄·7H₂O 0.01～0.05％， KH₂PO₄0.02～0.07％；其中，碳源为选自玉米芯水解糖，植物秸秆水 解糖，甘蔗渣水解糖，造纸厂废母液，木糖加工母液中的一种或多种。

氮源可以是选自酵母膏，蛋白胨、玉米浆、尿素、硫酸铵、麸皮 水解液和豆粕水解液中的一种或多种。

在第一阶段即好氧发酵阶段，控制pH5.5～6.3，维持溶氧浓度 为60～90％，温度控制在30～32℃，好氧培养10～20小时，当细胞 浓度达到15～30时，转入第二阶段发酵；在第二阶段即微好氧发酵 阶段，维持溶氧浓度在1～10％，温度控制在30℃～38℃，添加无菌 pH调节剂将发酵体系pH控制在5.5～6.3，发酵55～65小时。

第一阶段中，通过将无菌空气以通风比为1∶0.3～0.6的通风速 率流入发酵罐的发酵培养基中，搅拌转速为75～200rpm，维持溶氧 浓度60～90％。

在第二阶段即微好氧发酵阶段，在发酵过程中经三次将发酵温度 从30℃升至38℃；所述pH调节剂选自氨水、氢氧化钠、碳酸钠、 碳酸钙、氢氧化钙中的一种或多种。

发酵结束后部分酵母经酸化、活化后接入一级种子罐重复利用 6～10批次。

在将所述木糖醇酵母菌种接种到发酵罐中培养之前应先进行下 述培养：

1)平板培养：采用玉米芯水解液加氮源为培养基，将木糖醇酵 母菌种接到玉米芯水解液培养基中，30℃培养18～26小时；

2)摇瓶种子培养：将平板培养的木糖醇酵母菌种接到玉米芯水 解液液体培养基中，30℃培养15～20小时，pH控制在5.0～6.8，摇 床转速180rpm；

3)种子罐种子培养：将摇瓶培养基培养的木糖醇酵母菌种接到 玉米芯水解液液体种子培养基中，接种量为5～10％(v/v)，30℃培 养15～24小时，pH控制在5.0～6.8，搅拌转速150～300rpm，通风 比1∶(0.3～0.6)；

4)发酵摇瓶培养：将摇瓶种子培养基培养的木糖醇酵母菌种接 到玉米芯水解液液体培养基中培养，接种量为5～10％(v/v)，30～ 33℃培养60～75小时，pH控制在4.8～7.2，摇床转速160～220rpm。

其中，平板培养基重量百分比为：玉米芯水解糖5％，酵母膏 0.4％，蛋白胨0.8％，玉米浆0.3％，琼脂2％，其余为水。