[发明专利]一株产木糖醇的酵母菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株产木糖醇的酵母菌及其应用。

背景技术

木糖醇是一种五碳糖醇，在自然界，它存在于许多水果和蔬菜中。木糖醇的甜度是蔗糖的1.05倍，热量与蔗糖相当，其代谢不需胰岛素。因此可作为糖尿病患者食用的甜味剂。木糖醇不被细菌发酵，因此在口香糖中作为甜味剂，不仅有防龋齿的功能，而且在口中有清凉感。此外。木糖醇还有降低肝脏转氨酶和防止呼吸道感染等功能。因此，木糖醇不仅是甜味剂，还可作为一种辅助治疗药物。

由于木糖醇在水果和蔬菜中的含量都很低，直接提取困难而不经济。目前工业上生产木糖醇采用化学法，即木糖化学催化加氢的方法。该方法需要单独制氢，在高温高压下反应，工艺复杂、安全性差、成本较高，因此，用生物法取代化学法已成为木糖醇生产的发展趋势。用于发酵法制备木糖醇的微生物几乎都是酵母菌，既有自然菌种，也有基因工程菌。自然菌种发酵以木糖为底物，一部分木糖将用于辅酶再生，理论转化率为0.887g/g，即0.875mol木糖醇/mol木糖(厌氧条件下)和0.917g/g，即0.905mol木糖醇/mol木糖(半厌氧条件下)(ParajóJ C，DOMINGUEZ H，DOMINGUEZ J M.Biotechnological production of xylitol，Part 1.Interest of xylitol and fundamentals of its biosynthesis[J].Biore Technol，1998，65(3)：191-201.)。基因工程菌发酵的底物除木糖外，另有其它碳源用于辅酶再生，对木糖的理论转化率为1.013g/g，即1mol木糖醇/mol木糖。自然菌种的生产水平为：转化率0.56～0.74克(木糖醇)/克(木糖)，产率0.2～0.5克(木糖醇)/升·小时；基因工程菌的生产水平为：转化率可接近理论值，产率0.6～1.0克(木糖醇)/升·小时(Leathers：FEMS Yeast Research，3133-140，2003)。在木糖醇的生产中，虽然基因工程菌优于自然菌种，但需要添加葡萄糖、乙醇、乙酸、甘油等作为辅底物来再生辅酶，从而提高了成本。无论是基因工程菌或自然菌种，其综合生产水平仍不能满足产业化的要求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一株产木糖醇的酵母菌及其应用。

本发明所提供的产木糖醇的酵母菌是麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)，其菌株号为XU316，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.5695。该菌种已于2012年1月9日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)。

现有的能培养麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)的培养基均可用于培养麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)XU316CGMCC No.5695，其培养温度可为24-37℃，培养时间可为4-48h；最适培养温度为28-32℃。培养基中的碳源可为木糖和/或葡萄糖；氮源可为蛋白胨和/或酵母提取物和/或牛肉膏和/或玉米浆和/或铵盐。

将麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)XU316CGMCC No.5695固定后得到的固定化酵母细胞也属于本发明的保护范围。

麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)XU316CGMCC No.5695或其固定化酵母细胞在将木糖转化为木糖醇中的应用也属于本发明的保护范围。

本发明的另一个目的是提供一种低成本且具有较高产率的木糖醇生产方法。

本发明所提供的木糖醇生产方法，以含木糖的物质作为反应底物，利用麦芽糖假丝酵母(Candida maltosa)XU316CGMCC No.5695或其固定化酵母细胞将木糖转化为木糖醇。所述含木糖的物质不限于下述1)-3)，还可包括其它含木糖的液体：1)木糖溶液；2)木糖母液；3)含半纤维素物质的水解物，所述含半纤维素物质的水解物中含有木糖。

木糖母液是木糖生产过程中木糖结晶后残留的含糖液体，其主要成分为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等。

含半纤维素物质包括(但不限于)：玉米芯、甘蔗渣、碎木、木屑、各种秸秆、米糠等。所述水解物包括酸水解物、酶水解物以及酸酶联合水解物。