[发明专利]一种木糖母液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，特别地，本发明涉及一种木糖母 液的处理方法。

背景技术

木糖是一种重要的功能性食品添加剂和甜味剂，因其具有独特的 化学性质和生理功能，特别适用于糖尿病、肥胖病等病人的食疗添加 剂，目前木糖醇的生产方法主要是化学法，即采用玉米芯、甘蔗渣等 富含聚戊糖的原料，经酸解成含有木糖的水解液，然后经中和、脱色、 离子交换、结晶的步骤从水解液中提取木糖。

木糖母液是一种加工木糖后的废液，含有丰富的葡萄糖、木糖、 阿拉伯糖和半乳糖。其中木糖和阿拉伯糖都是五碳糖，较难被微生物 利用。目前，木糖醇酵母菌种可以利用其中的木糖并将其转化为木糖 醇，但是如果直接利用木糖母液作为木糖醇发酵的培养基，母液中丰 富的葡萄糖在发酵过程中形成的次级代谢物会严重抑制木糖转化为 木糖醇，使得发酵糖醇收率偏低，因此必须控制木糖醇发酵培养基中 葡萄糖的浓度。

目前利用木糖母液的主要途径有以下几种：1、利用木糖母液生 产木糖和木糖醇，生产过程复杂，需要把木糖与阿拉伯糖等其它杂质 分离开来，同时木糖母液中葡萄糖和阿拉伯糖未能充分利用；2、利 用木糖母液生产阿拉伯糖，生产过程复杂，需要对木糖母液作进一步 处理；3、利用木糖母液生产糠醛，涉及到高温、高压的合成条件。

本发明通过对木糖母液中各成分的研究，提出一种综合利用木糖 母液的方法，一方面可以充分利用母液中丰富的葡萄糖，另一方面， 也可以充分利用其中的木糖、阿拉伯糖，不仅大大的提高了木糖母液 的利用率，而且降低了木糖母液的COD，降低了废水处理难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种木糖母液的处理方法。

本发明所述的木糖母液的处理方法，是利用两步发酵法，先利用 酒精酵母菌种发酵其中的葡萄糖制备酒精，蒸馏得酒精；然后利用木 糖醇酵母菌种发酵母液中的木糖制备木糖醇，发酵液先后提取木糖醇 和阿拉伯糖。

具体的说，包括以下步骤：

1)将木糖母液作为碳源，配置葡萄糖浓度为2～3％(m/v)的酒 精发酵培养基；

2)将酒精酵母菌种接种到酒精发酵培养基中进行培养，直至葡 萄糖浓度降至0.3％(m/v)以下终止发酵；

3)发酵醪液经过蒸馏得到酒精，再过滤去除酵母及部分杂质；

4)滤液与木糖母液混配作为碳源，制成含葡萄糖浓度为1.0～1.2％ (m/v)，木糖浓度为10～15％(m/v)的木糖醇发酵培养基；

5)将木糖醇酵母菌种接种到木糖醇发酵培养基中进行培养；当 发酵液中残木糖浓度低于0.8％(m/v)时结束发酵；发酵结束后过滤 发酵液去除酵母和部分杂质，滤液用于先后提取木糖醇和阿拉伯糖。

步骤2)中，所述培养如下进行，先进行有氧培养，通入无菌空 气并搅拌；当酵母细胞增殖到OD值为40～60时停止通无菌空气，同时 流加木糖母液控制葡萄糖浓度在1～2％(m/v)；当发酵醪液体积达到 60～90％装液量时停止流加，继续发酵直至葡萄糖浓度降至0.3％(m/v) 以下。

步骤5)中，所述培养如下进行，先进行有氧培养，通入无菌空 气并搅拌；当酵母细胞增殖到OD值为20～30时，转入微氧培养。

所述有氧培养是培养过程中通入无菌空气并搅拌，所述无菌空气 的流速比为1∶0.4～1∶1。

所述微氧发酵是培养过程中通入无菌空气并搅拌，所述无菌空气 的流速比为1∶0.1～1∶0.3。

本发明采用的酒精酵母菌种可为本领域生产乙醇常用的重组酵 母菌或细菌，如S.cerevisiae ZU-10；本发明采用的木糖醇酵母菌种 可为本领域生产木糖醇常用的酵母菌或细菌，如Candida sp.；

步骤2)和5)的培养温度可根据具体的菌种来确定，一般酒精 发酵可选用26～32℃；木糖醇发酵可选用24～32℃；菌种的接种量也 由本领域技术人员根据公知常识确定，一般可选自1％～25％，优选 5％～10％。

优选的，步骤5)中，所述培养如下进行，先以1∶0.5的流速比 通入无菌空气，搅拌转速300rpm，28～31℃进行有氧培养，当酵母细 胞增殖到OD值为20～30时以1∶0.3的流速比通入无菌空气转入微 氧培养阶段。