[发明专利]一种发酵法制取赤藓糖醇的方法

说明书

一、技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及微生物发酵法制取赤藓糖醇的技术。

二、背景技术

赤藓糖醇(Erythrito)是迄今发现的自然界中相对分子质量最小的糖醇，具有结晶性好、入口清凉等特点，为国际上较流行的新型功能性甜味剂。除与其他多元糖醇同样具有防龋齿以及适于糖尿病患者食用等保健功能外，赤藓糖醇还有两个重要特性，即低热量(≤1.66kJ/g)和高耐受量(无副作用)。由于赤藓糖醇具有良好的食品加工适应性和保健功能，目前广泛用于食品、医药、化妆品及化工等领域。

自赤藓糖醇被发现以来，已经对其物理化学性质、生理功能及其作用机理、代谢途径和在食品中的应用等方面进行了较为深入的研究。近年来，对其分子生物学方面的研究也引起了科技界的广泛关注。赤藓糖醇生产方法包括生物抽提法、化学合成法以及发酵法。生物抽提法是指赤藓糖醇可以从海藻、苔鲜及某些草类中提取。用化学法，氢化还原合成，可由丁烯二醇与过氧化氢反应，其中丁烯二醇是由乙炔和甲醛先制成2-丁炔-1，4-二醇，然后将其水溶液与雷氏镍混合并加入阻化剂氨水，在0.5MPa左右通氢，氢化后得赤藓糖醇产品。

发酵法为用一定基质培养微生物，通过微生物发酵生产赤藓糖醇。如将淀粉乳酶解成葡萄糖后，由微生物在高浓度条件下发酵后提纯精制、浓缩、结晶、分离、干燥而得。上述三种方法，其中，生物抽提法成本相当高，得率极低；化学合成法污染严重、质量不稳定，食用安全系数较低。因此，发酵法是最为理想的生产方法。

1956年，加拿大spencerJ.F.T等在研究高渗酵母产生甘油时，发现因菌种生长速度、培养条件不同，可产生赤藓糖醇。80年代，日本农水省食品综合研究所与日研化学(株)共同研究开发成功赤藓糖醇生产技术，并有产品上市。从90年代起，日本在克服以往赤藓糖醇发酵研究中存在的菌种耐糖性差、发泡性强、发酵产率低以及副产品多等问题的情况下，率先实现了赤藓糖醇的工业化生产。其他一些工业发达国家如法国Ceerstar公司也有赤藓糖醇产品。国内目前有山东保龄宝、淄博中食歌瑞等公司采用发酵法生产赤藓糖醇，但因规模和技术等因素尚不能满足市场的需求。近几年，国内外为获得赤辞糖醇的生产而进行了利用高渗酵母生产赤藓糖醇研究，但多数还停留在生产菌株的分离筛选、培养条件优化以及赤藓糖醇的分离纯化技术等实验室研究阶段，菌种的生产性能较低，产量一般在24.8-54.6mg/mL之间，难以进行大规模生产。

三、发明内容

本发明通过利用化学诱变剂N-甲基-N-亚硝基胍(NTG)诱变亲代菌株，选择相对于亲代菌株有增高的赤藓糖醇转化率的菌株而获得突变体。发酵中以蔗糖为原料，将高产埃西托丛梗孢酵母YZ0806通过一级种子培养、二级种子培养和发酵罐培养，生产赤藓糖醇。

本发明的技术特点包括：

1.诱变后得到赤藓糖醇的高产菌株

利用化学诱变剂N-甲基-N-亚硝基胍(NTG)诱变Moniliella菌株得到高产赤藓糖醇的埃西托丛梗孢酵母YZ0806，克服了野生菌株产率低纯度低的缺点，通过发酵工艺优化调控目标产物的代谢流，可实现赤藓糖醇的高得率。

2.无其他杂糖醇类物质

根据本方法生产的赤藓糖醇纯度高，不含其他杂糖醇类物质。

3.原料环保，避免石油污染

采用蔗糖为原料，产生的赤藓糖醇转化率高且不累积甘油、戊五醇和乙醇等副产物，同时可以避免从石油带来的不可食的污染成分。

4.适合产业化生产

生物发酵法生产赤藓糖醇，赤藓糖醇的最终浓度可达220g/L，发酵浓度高，适合产业化生产。

四、具体实施方式

实施例1

发酵菌株：埃西托丛梗孢酵母(Moniliella acetoabutans)YZ0806

斜面培养基：葡萄糖200g，酵母膏10g，尿索1g，琼脂20g，蒸馏水1000mL，pH6.0；

种子培养基：蔗糖25g，牛肉膏5g，酵母膏7g，蛋白胨35g，蒸馏水1100mL；