(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103373901 A (43)申请公布日 2013.10.30 |
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(21)申请号 CN201310283189.5
(22)申请日 2013.07.05
(71)申请人 上海交通大学;山东三元生物科技股份有限公司
地址 200240 上海市闵行区东川路800号
(72)发明人 程海荣 吕霁烊 王犇 邓子新
(74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限公司
代理人 牛山
(51)Int.CI
C07C31/24
C07C29/88
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法及其专用酵母菌种。该方法为：在赤藓糖醇母液中加入酵母菌种，进行发酵净化；所述酵母菌种为能分解代谢所述赤藓糖醇母液中除赤藓糖醇外的多元醇以及糖类的酵母菌种。所述专用酵母菌种为假丝酵母(Candida sp.SJTU828)CGMCC NO.7323。本发明采用生物发酵净化的方法从赤藓糖醇母液中工业化提取赤藓糖醇，提取效率高，对环境友好，有效地利用了废弃的资源。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，所述方法为：在赤 藓糖醇母液中加入酵母菌种，进行发酵净化；所述酵母菌种为能分解代谢所述赤藓糖醇 母液中除赤藓糖醇外的多元醇以及糖类的酵母菌种。
2.如权利要求1所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，所 述酵母菌种为假丝酵母(Candida sp.SJTU828)CGMCC NO.7323。
3.如权利要求1或2所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于， 所述方法包括如下步骤：
A、将赤藓糖醇母液稀释2～10倍，每100毫升所述稀释后的赤藓糖醇母液中加入 氮源0.2g～3g，调节pH为3.5～7.0，高温灭菌，冷却后接入酵母菌种，在25～35℃， 转速为100～500转/小时的条件下进行发酵净化；
B、发酵净化结束后经过滤、脱、浓缩、结晶、精制，即得赤藓糖醇结晶体。
4.如权利要求3所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，步 骤A中，所述氮源为酵母粉、酵母浸膏、玉米浆干粉、玉米浆、磷酸氢二铵中的一种或 几种的混合。
5.如权利要求3所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，步 骤B中，所述过滤具体为：发酵净化结束后通过离心或者膜过滤的方法将酵母菌种与发 酵液分离，并通过纳滤分离去除所述发酵液中的分子量大于1000道尔顿的大分子粘性 物质，得澄清透明的发酵液。
6.如权利要求5所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，步 骤B中，所述脱具体为：每100毫升所述澄清透明的发酵液中加入活性炭1～5g，在 60℃～85℃下脱，得脱后过滤除去活性炭得到的无或浅的发酵液。
7.如权利要求6所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，步 骤B中，所述浓缩具体为：将无或浅的发酵液在70℃以上浓缩到固形物含量为50～ 80％，得富含赤藓糖醇的糖浆。
8.如权利要求7所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，所 述结晶具体为：将所述富含赤藓糖醇的糖浆以2～5℃/h的速率冷却降温至10℃以下， 在起晶点温度下每100毫升所述糖浆中加入0.1～2g赤藓糖醇晶体诱导成晶，离心分离， 即得赤藓糖醇粗晶体与赤藓糖醇二次母液。
9.如权利要求8所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，所 述精制具体为：用去离子水溶解所述赤藓糖醇粗晶体得赤藓糖醇粗晶体溶液，每100毫 升所述赤藓糖醇粗晶体溶液中加入0.1～5g活性炭，在60℃～85℃下搅拌脱30～ 180min；过滤分离活性炭得赤藓糖醇糖液，将所述赤藓糖醇糖液浓缩到固形物含量为 20～30％后，依次进行阴离子树脂与阳离子树脂离子交换，待电导率降到100μs以下后 继续浓缩到固形物含量为50～80％，得到富含赤藓糖醇的糖浆，以2～5℃/h的速率冷却 降温至10℃以下，在起晶点温度下每100毫升所述糖浆中加入0.1～2g赤藓糖醇晶体诱 导成晶，离心分离，得赤藓糖醇精制晶体与赤藓糖醇三次母液。
10.如权利要求9所述的从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，其特征在于，还 包括如下步骤：
a、将所述赤藓糖醇二次母液和所述赤藓糖醇三次母液的合并液浓缩到固形物含量 为50～80％，得到富含赤藓糖醇的糖浆，以2～5℃/h的速率冷却降温至10℃以下，在 起晶点温度下每100毫升所述糖浆加入0.1～2g赤藓糖醇晶体诱导成晶，得到赤藓糖醇 粗晶体；
b、将所述赤藓糖醇粗晶体按照所述精制的方法进行精制，得赤藓糖醇精制晶体。
11.一种用于如权利要求1所述从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法的酵母菌种， 其特征在于，所述酵母菌种为假丝酵母(Candida sp.SJTU828)CGMCC NO.7323。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法及 其专
用酵母菌种。
背景技术
赤藓糖醇是一种低热量具有甜味的功能糖醇，在食品领域得到较为广泛的应用。赤 藓糖醇主要是采用酵母发酵葡萄糖合成。不同的酵母在发酵葡萄糖合成赤藓糖醇的过程 中，除了得到赤藓糖醇这一目的产物外，还会产生其它不同种类的多元醇。比如我国赤 藓糖醇企业广泛使用的解脂假丝酵母(现在称为解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica) 除了合成赤藓糖醇外，还产生一定量的甘油、核糖醇、阿拉伯糖醇以及甘露醇副产物 (Tokuoka K，Ishitani T，Chung WC.1992.J Gen Appl Microbiol 38：35)。木兰假 丝酵母除了合成赤藓糖醇外还产生甘油副产物(Lee KH，Seo JH，Ryu YW.2002.J Biotechnol Bioeng 17：509)。发酵结束后发酵液中除了含有赤藓糖醇，还含有核糖醇、 甘油、阿拉伯糖醇以及甘露醇副产物。我国赤藓糖醇工业菌株发酵液中赤藓糖醇的含量 一般在140～180克/升，而副产物的含量达到10～50克/升。
发酵液经过浓缩将赤藓糖醇多次结晶后得到的粘稠液体即为赤藓糖醇母液，该母液 中副产物(除赤藓糖醇外的其它多元醇)的含量一般达到100～300克/升，赤藓糖醇的 含量一
般在150～200克/升，赤藓糖醇的纯度低于50％，无法再结晶。该母液除了含有 赤藓糖醇、甘油、核糖醇、阿拉伯糖醇、甘露醇等多元醇外，还含有大分子素、多糖、 低聚糖以及发酵时加入的消泡剂等物质。这些大分子物质的存在使得通过物理的分离方 法(谱分离)难以将其中的赤藓糖醇有效的分离。虽然有从赤藓糖醇母液再提取赤藓 糖醇的专利文献报道，比如，申请号为CN201210364267.X的中国发明专利公开了一种 从赤藓糖醇母液中提取赤藓糖醇的方法，该方法通过母液的静置沉淀以除去部分颗粒杂 质，然后浓缩加入有机溶剂乙醇并在低温-5℃的条件下结晶。该方法要求加入易燃易爆 的乙醇以及在-5℃的结晶条件，在大规模生产时难以做到。而且采用该方法赤藓糖醇的 纯度并没有得到提高，副产物仍然存在于母液中，赤藓糖醇的结晶收率仍然很低。申请 号为CN201210363274.8的中国发明专利公开了一种赤藓糖醇母液的处理方法。该方法 采用在母液中加入赤藓糖醇粗晶体以提高母液中赤藓糖醇的含量，然后再精制、浓缩并 结晶。但该方法需要先加入大量的赤藓糖醇粗晶体(加入2倍母液体积的赤藓糖醇含量 为25-40％的赤藓糖醇粗晶体溶液)，并不经济。然后直接通过活性炭脱与离子交换。 由于母液中含有大量的胶体类粘度大的物质，活性炭脱以及离子交换效果并不好。申 请号为CN201210042264.4与CN201210480454.4的中国发明专利均描述了从赤藓糖醇母
液中回收或分离提纯赤藓糖醇的方法，二者的方法基本一致，包括用水将母液稀释，然 后分别经过超滤、纳滤、浓缩结晶等步骤。虽然经过这些处理步骤，但母液中的其它多 元醇杂质并没有得到去除或分离，赤藓糖醇的含量并没有提高，因此赤藓糖醇的回收得 率依然很低，没有经济上的使用价值。因此，我国赤藓糖醇生产企业大多将赤藓糖醇母 液作为废弃液进行污水处理或直接排放，即浪费了资源又损害了环境。因此，开发一种 高效的从赤藓糖醇母液中回收赤藓糖醇的方法具有重要的意义。
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