專利名稱：一種異麥芽酮糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物發(fā)酵法制備食品添加劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異麥芽酮糖的制備方法。
背景技術(shù)：
異麥芽酮糖，又稱帕拉金糖、益壽糖，是一種類似蔗糖的雙糖分子，由一分子葡萄糖和一分子果糖以α-1，6-糖苷鍵方式形成，是蔗糖(α-1，2_)的異構(gòu)物，其甜度為蔗糖的40 50wt%。它最早被發(fā)現(xiàn)在甘鹿、蜂蜜等產(chǎn)品中天然存在；1954年,它最先以鹿糖為原料轉(zhuǎn)化生產(chǎn)成功；1957年，德國(guó)SUZUKER發(fā)表專利以活菌體P.rubrum及其酵素大量轉(zhuǎn)化生產(chǎn)；1984年，日本新三井公司成功地開(kāi)發(fā)出特殊酵素技術(shù)將其大量工業(yè)化生產(chǎn)。之后，由于其健康特性，在日本、歐美、臺(tái)灣、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)被大量應(yīng)用于健康功能食品中。近年來(lái)隨著生活水平的提高，人們對(duì)異麥芽酮糖的特殊功能的了解，異麥芽酮糖作為一種新型功能性食品添加劑越來(lái)越受到人們的歡迎。異麥芽酮糖具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在口腔中不能夠被微生物利用，從而防止了齲齒的產(chǎn)生。日本相關(guān)法規(guī)規(guī)定，食品甜味劑中異麥芽酮糖含量在70wt%以上的食品，可標(biāo)注為“益牙”食品；以異麥芽酮糖為原料的食品可以給運(yùn)動(dòng)者獲得更持久的耐力，也給長(zhǎng)時(shí)間的腦力勞動(dòng)者提供了能量供應(yīng)的保障，使腦力更充沛，工作效率更高。目前，全世界有四十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用異麥芽酮糖作為食品甜味劑，其產(chǎn)品達(dá)近千種。異麥芽酮糖的銷量在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家呈直線上升趨勢(shì)。在我國(guó)，年銷量也有幾萬(wàn)噸，且需求量正日益擴(kuò)大。我國(guó)對(duì)異麥芽酮糖的生產(chǎn)和應(yīng)用研究雖有一定的進(jìn)展和成就，但總的來(lái)說(shuō)，異麥芽酮糖的生產(chǎn)、應(yīng)用還處于較低的發(fā)展水平。只有極少數(shù)廠家對(duì)異麥芽酮糖進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)，普遍存在生產(chǎn)成 本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)等問(wèn)題，如何改善這些問(wèn)題仍是國(guó)內(nèi)普遍存在的難點(diǎn)。對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的高端客戶群體以及國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)質(zhì)量要求日漸嚴(yán)格的情況下，國(guó)內(nèi)廠家由于生產(chǎn)工藝落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，含量、顏色等多項(xiàng)指標(biāo)無(wú)法達(dá)到很多客戶群體要求的標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)異麥芽酮糖發(fā)酵法主要采用蔗糖為原料，使蔗糖溶液通過(guò)固定化的α -葡糖基轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)柱或罐，制得含有由酶轉(zhuǎn)化而成的異麥芽酮糖和其他雜糖的轉(zhuǎn)化液，將所制得的轉(zhuǎn)化液通入其中裝有固定化酵母的去雜糖反應(yīng)罐，以去除轉(zhuǎn)化液中異麥芽酮糖以外的雜糖，再將去雜糖后的轉(zhuǎn)化液離心去殘?jiān)蟮玫胶慃溠客堑那逡骸Ｋ玫霓D(zhuǎn)化液通過(guò)固定化酵母去掉雜糖，再將這種轉(zhuǎn)化液經(jīng)過(guò)脫色壓濾、離子交換、濃縮、高溫真空結(jié)晶、離心除去殘余的雜糖及其它雜質(zhì)，獲得異麥芽酮糖的結(jié)晶體，這種方法雜質(zhì)較多，難以分離，過(guò)程繁復(fù)，生產(chǎn)成本極高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種直接利用微生物轉(zhuǎn)化蔗糖生產(chǎn)異麥芽酮糖的方法。其技術(shù)解決方案是:一種直接利用微生物轉(zhuǎn)化蔗糖生產(chǎn)異麥芽酮糖的方法，其特征在于包括以下步驟:發(fā)酵轉(zhuǎn)化由產(chǎn)蔗糖異構(gòu)酶的菌株出發(fā)，以蔗糖為原料，通過(guò)深層通風(fēng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)，在發(fā)酵轉(zhuǎn)化過(guò)程控制溫度、溶解氧、轉(zhuǎn)速、PH值等參數(shù)，得到含異麥芽酮糖的發(fā)酵轉(zhuǎn)化液。將所得發(fā)酵轉(zhuǎn)化液由絮凝劑絮凝后，經(jīng)板框過(guò)濾除去菌體等雜質(zhì)后脫色，得到澄清透明的過(guò)濾液。濾液經(jīng)濃縮結(jié)晶、離心干燥工序得到終產(chǎn)品。本發(fā)明中所述的克雷伯菌(Klebsiella singaporensis),其保藏號(hào)為DSM16265,是2003年03月 06 日獲贈(zèng)于Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und ZellkulturenGmbH,以下簡(jiǎn)稱克雷伯菌DSM16265。本發(fā)明涉及一種異麥芽酮糖的制備方法，技術(shù)方案具體的步驟如下:其包括深層通風(fēng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法，所述發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法中使用的發(fā)酵菌種為克雷伯菌DSM16265;發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的組成成分及比例為:糖液12 20g，酵母浸粉0.05 0.15g，硫酸鎂
0.03 0.lg，磷酸氫二鉀 0.05 0.lg, 7jC IOOmL, ρΗ6.8 7.2 ;其中， 所述糖液為蔗糖、白砂糖、綿白糖、冰糖、赤砂糖中的至少一種。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法的條件為:發(fā)酵溫度25 35°C，轉(zhuǎn)速130 160轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量50 80m3/小時(shí)，培養(yǎng)4小時(shí)，停止通風(fēng)，繼續(xù)培養(yǎng)，直至發(fā)酵產(chǎn)物中不含有蔗糖為止。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法的條件為:發(fā)酵溫度為28 30°C，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量為50 70m3/小時(shí)。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下,所述的發(fā)酵菌種克雷伯菌DSM16265在接種發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基之前，先接種 種子培養(yǎng)基制備種子活化液，其步驟包括:用接種環(huán)從克雷伯菌DSM16265菌種斜面取3 4環(huán)菌于IOmL種子培養(yǎng)基中，制成菌懸液，接種1.5mL該菌懸液至250mL種子培養(yǎng)基中，30°C條件下150轉(zhuǎn)/分鐘培養(yǎng)活化4飛小時(shí)后得菌懸液；再將該菌懸液按3wt%接種量接至種子培養(yǎng)基中，在28 30°C，150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量5(T70m3/小時(shí)條件下培養(yǎng)，直至波長(zhǎng)在600nm處的吸光度值為0.8 1.0時(shí)，獲得種子活化液；其中，所述種子培養(yǎng)基的組成成分及比例為:糖液2g，酵母浸粉0.15g，硫酸鎂0.lg，磷酸氫二鉀 0.05g，水 IOOmL, ρΗ6.8 7.2 ;所述糖液為蔗糖、白砂糖、綿白糖、冰糖、赤砂糖中的至少一種。發(fā)酵轉(zhuǎn)化液中是否含有蔗糖的檢測(cè)方法有很多種，本發(fā)明的實(shí)施例中列出了使用高效液相色譜法檢測(cè):在4° C、10000Xg條件下，將發(fā)酵轉(zhuǎn)化液離心15分鐘，取ImL上清液，用去離子水稀釋15倍后，用孔徑為0.2um的濾膜過(guò)濾，用高效液相色譜分析，色譜條件為:層析柱C18 (250X4.6nm)，折光指數(shù)檢測(cè)器，流動(dòng)相為超純水，流速ImL/分鐘。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，通過(guò)權(quán)利要求1所述方法獲得的產(chǎn)物發(fā)酵轉(zhuǎn)化液，還經(jīng)過(guò)以下步驟處理:加絮凝劑絮凝、板框過(guò)濾、活性炭脫色過(guò)濾、雙效蒸發(fā)器濃縮后梯度降溫冷卻結(jié)晶、離心后流化床干燥。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的絮凝劑與發(fā)酵轉(zhuǎn)化液的體積比為
1.5^2.5:100，絮凝劑為殼聚糖溶液溶液，所述的殼聚糖溶液為向1.0wt%的醋酸水溶液中添加lwt%的殼聚糖，所述的絮凝的條件為5(Γ60轉(zhuǎn)/分鐘條件下攪拌3(Γ40分鐘。
對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的板框過(guò)濾使用的過(guò)濾介質(zhì)微孔濾膜的孔徑為0.8 μ m。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的活性炭脫色過(guò)濾的條件為:活性炭添加量0.1 0.5wt%,脫色溫度75 80°C，攪拌速度為50 60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌30分鐘。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的雙效蒸發(fā)器濃縮的產(chǎn)物中的糖濃度為65 70被％;所述的降溫冷卻結(jié)晶的步驟為:提升雙效蒸發(fā)器濃縮產(chǎn)物的溫度至70° C，加入
0.3wt%平均粒度為IOOym的異麥芽酮糖，控制降溫速度為3 7°C /小時(shí)，攪拌直至溫度為 30。 C。對(duì)于上述技術(shù)方案中，優(yōu)選條件下，所述的離心后流化床干燥的步驟為:離心速度2000轉(zhuǎn)/分鐘，將結(jié)晶異麥芽酮糖于60° C干燥，直至獲得含水率為7 8wt%的異麥芽酮糖。對(duì)于本發(fā)明上文所述的技術(shù)方案中各操作步驟的工藝條件的要求解釋如下:①發(fā)酵轉(zhuǎn)化工序:本發(fā)明采用三級(jí)發(fā)酵，首先將糖液與營(yíng)養(yǎng)無(wú)機(jī)鹽按一定比例混合，分別配制成種子培養(yǎng)基及發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基，種子培養(yǎng)基及發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中的糖液與營(yíng)養(yǎng)無(wú)機(jī)鹽比例不同，種子培養(yǎng)基中的糖較發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中的糖比例低，其原因是:種子培養(yǎng)基中的糖液是菌體生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的碳源，消耗較低，2%左右已足夠其生長(zhǎng)需要，而發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的糖液，除少部分用于菌體生長(zhǎng)外，大部分都是作為轉(zhuǎn)化底物而生產(chǎn)異麥芽酮糖的，因此需要提供比菌種活化更多的蔗糖。糖液為克雷伯菌DSM16265的轉(zhuǎn)化底物，實(shí)施例中糖液以蔗糖為例，但其他可選擇的多種糖還包括以蔗糖為主要成分的物質(zhì)均可。利用種子培養(yǎng)基制備種子活化液的目的是為后續(xù)擴(kuò)大培養(yǎng)的步驟提供大量的菌種，再將種子活化液二次接種至種子培養(yǎng)基中，控制風(fēng)量、溫度等工藝條件制備足量的種子活化液，直至種子活化液的檢測(cè)600nm吸光度值為0.8 1.0時(shí)為止。種子活化液轉(zhuǎn)種發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中，控制風(fēng)量、溫度等工藝條件，是為進(jìn)行蔗糖異構(gòu)酶生產(chǎn)，直至發(fā)酵轉(zhuǎn)化液的檢測(cè)600nm吸光度達(dá)到2.0時(shí)，停止通風(fēng)，然后每隔2小時(shí)從轉(zhuǎn)化罐中取樣，用高效液相色譜法測(cè)定轉(zhuǎn)化液中各種糖分含量，當(dāng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化液中不含有蔗糖時(shí)，停罐放料。此過(guò)程中，“通風(fēng)”條件可依據(jù)菌體生長(zhǎng)情況選擇，因?yàn)橥L(fēng)是菌體生長(zhǎng)產(chǎn)酶所必不可少的條件，因此在發(fā)酵轉(zhuǎn)化工序的前半段蔗糖異構(gòu)酶生產(chǎn)時(shí)必須通風(fēng)；當(dāng)菌體生長(zhǎng)產(chǎn)酶結(jié)束并轉(zhuǎn)入蔗糖轉(zhuǎn)化過(guò)程時(shí)，由于是酶催化蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)，不再需要通風(fēng)，因此在發(fā)酵轉(zhuǎn)化的后半段停止通風(fēng)，且停止通風(fēng)是本發(fā)明工藝的有益效果之一，因其可以降低能源消耗。絮凝過(guò)濾工序:使用絮凝罐加絮凝劑絮凝后，經(jīng)過(guò)板框過(guò)濾后的濾液注入脫色罐。其目的是將菌體凝聚并降低發(fā)酵轉(zhuǎn)化液的粘性，以提高板框過(guò)濾的效率。 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:本發(fā)明直接采用產(chǎn)蔗糖異構(gòu)酶的 微生物作為催化劑，催化蔗糖生產(chǎn)異麥芽酮糖，轉(zhuǎn)化效率高，不需要進(jìn)行菌體或者酶的提取及固定化等工序，產(chǎn)物中無(wú)蔗糖殘留，僅有極低的葡萄糖和果糖形成，提取純化難度小。與其他技術(shù)相比具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高、廢棄物少等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為實(shí)施例1的克雷伯菌DSM16265發(fā)酵制備異麥芽酮糖的發(fā)酵曲線圖；圖2為實(shí)施例2的克雷伯菌DSM16265發(fā)酵制備異麥芽酮糖的發(fā)酵曲線圖。本發(fā)明實(shí)施例中所用的克雷伯菌(Klebsiella singaporensis),其保藏號(hào)為DSM16265,是 2003 年 03 月 06 日獲贈(zèng)于 Deutsche Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH,簡(jiǎn)稱克雷伯菌 DSM16265。
具體實(shí)施例方式下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例中所述方法中涉及的溶液，如無(wú)特殊說(shuō)明，均由商業(yè)途徑獲得或者常規(guī)方法方法配制。實(shí)施例1( I)種子活化液的制備 取4° C冰箱保藏的一支克雷伯菌DSM16265菌種斜面，用接種環(huán)從斜面中取3 4環(huán)菌于IOmL種子培養(yǎng)基中，制成菌懸液，接種1.5mL該菌懸液至250mL種子培養(yǎng)基中，共接種6瓶，30°C搖床(150轉(zhuǎn)/分鐘)培養(yǎng)活化約4.5小時(shí)。種子培養(yǎng)基組成為:蔗糖2g，酵母浸粉0.15g，硫酸鎂0.lg，磷酸氫二鉀0.05g，水IOOmL, ρΗ6.8 7.2。(2)接種發(fā)酵轉(zhuǎn)化取制備好的種子活化液按3被％接種量接至含有50L種子培養(yǎng)基的種子罐中，控制種子罐的培養(yǎng)溫度28 30°C，轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量70m3/小時(shí)。培養(yǎng)約4小時(shí)，從種子罐中取樣，測(cè)定種子活化液在波長(zhǎng)在600nm處的吸光度值，當(dāng)吸光度值為0.8 1.0時(shí)，將種子罐中的種子活化液，按5wt%接種量轉(zhuǎn)種至含有500L發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的轉(zhuǎn)化罐中，控制轉(zhuǎn)化罐的培養(yǎng)溫度為28 30°C，轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量70m3/小時(shí)，培養(yǎng)4小時(shí)，停止通風(fēng)，繼續(xù)培養(yǎng)8 10小時(shí)(在此過(guò)程中，前4小時(shí)中通風(fēng)使其產(chǎn)酶并催化轉(zhuǎn)化，后8 10小時(shí)酶生產(chǎn)已停止，僅剩轉(zhuǎn)化過(guò)程，酶催化蔗糖轉(zhuǎn)化時(shí)不需要通風(fēng))，每隔2小時(shí)從轉(zhuǎn)化罐中取樣，用高效液相色譜法測(cè)定轉(zhuǎn)化液中各種糖分含量，當(dāng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化液中不含有蔗糖時(shí)，停罐放料。發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的組成為:蔗糖18g，酵母浸粉0.lg，硫酸鎂0.05g，磷酸氫二鉀
0.05g,水 10OmT,, pH6.8 7.2。高效液相色譜法:在4° C、10000 X g條件下，將發(fā)酵轉(zhuǎn)化液離心15分鐘，取ImL上清液，用去離子水稀釋15倍后，用孔徑為0.2um的濾膜過(guò)濾，用高效液相色譜分析，色譜條件為:層析柱C18 (250X4.6nm)，折光指數(shù)檢測(cè)器，流動(dòng)相為超純水，流速ImL/分鐘。(3)絮凝過(guò)濾工序量取IOOmL冰醋酸溶液，加水至10L，配成1.0wt%的醋酸溶液。稱取IOOg殼聚糖于上述醋酸溶液中，充分溶脹后制成1.0wt%的殼聚糖溶液。按殼聚糖溶液與發(fā)酵轉(zhuǎn)化液的體積比例為2:100的比例，將上述IOL殼聚糖溶液加入到500L發(fā)酵轉(zhuǎn)化液中，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌30分鐘，用板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，將菌體濾除,收集濾液備用。過(guò)濾介質(zhì)微孔濾膜的孔徑為0.8 μ m。
(4)脫色過(guò)濾工序本實(shí)施例中使用了脫色罐脫色，加入活性炭脫色，即按0.2wt%的比例向裝有發(fā)酵轉(zhuǎn)化濾液的脫色罐中加入302活性炭，脫色溫度為75 80°C，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌30分鐘，再經(jīng)板框壓濾后將發(fā)酵脫色清液打入清液罐,用板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾,將菌體濾除，收集濾液備用。過(guò)濾介質(zhì)微孔濾膜的孔徑為0.8 μ m。(5)濃縮結(jié)晶工序本實(shí)施例中，清液罐中的液體使用雙效降膜蒸發(fā)器濃縮過(guò)濾合格的清液，并將濃縮液轉(zhuǎn)入結(jié)晶罐中，控制降溫梯度進(jìn)行結(jié)晶。實(shí)施例中給出了具體的控制條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)其進(jìn)行等效替換。即:采用雙效降膜蒸發(fā)器，對(duì)脫色后的發(fā)酵轉(zhuǎn)化液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，控制出料濃度為65 70wt%，并將濃縮液轉(zhuǎn)入結(jié)晶罐中，提升料液溫度為70° C，加入0.3wt%平均粒度為IOOum的異麥芽酮糖，控制降溫速度為0.1度/分鐘，攪拌速度60轉(zhuǎn)/分鐘，降溫結(jié)晶，直至結(jié)晶罐溫度為30° C，轉(zhuǎn)入下道工序。(6)離心干燥工序采用三足離心機(jī)，對(duì)結(jié)晶罐中的料液進(jìn)行離心收集異麥芽酮糖晶體，離心速度2000轉(zhuǎn)/分鐘，用螺旋輸送器將結(jié)晶異麥芽酮糖送入沸騰流化床連續(xù)干燥，加熱溫度60° C，生產(chǎn)出符合要求含水率為7 8wt%的異麥芽酮糖的產(chǎn)品，離心后的母液回收重復(fù)循環(huán)利用。包裝工序:將干燥出來(lái)的終產(chǎn)品按照包裝要求進(jìn)行包裝儲(chǔ)存。(7)發(fā)酵轉(zhuǎn)化罐實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果表1實(shí)施例1發(fā)酵轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，包括深層通風(fēng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法，所述發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法中使用的發(fā)酵菌種為克雷伯菌(Klebsiella singaporensis)DSM16265 ;發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基的組成成分及比例為:糖液12 20g，酵母浸粉0.05 0.15g，硫酸鎂0.03 g，磷酸氫二鉀 0.05 0.lg, 7jc IOOmL, ρΗ6.8 7.2 ;其中， 所述糖液為蔗糖、白砂糖、綿白糖、冰糖、赤砂糖中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)方法的條件為:發(fā)酵溫度25 35°C，轉(zhuǎn)速130 160轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量50 80m3/小時(shí)，培養(yǎng)4小時(shí)，停止通風(fēng)，繼續(xù)培養(yǎng)，直至發(fā)酵產(chǎn)物中不含有蔗糖為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵溫度為28 30°C，轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量為50 70m3/小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵菌種克雷伯菌DSM16265在接種發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基之前，先接種種子培養(yǎng)基制備種子活化液，其步驟包括: 用接種環(huán)從克雷伯菌DSM16265菌種斜面取3 4環(huán)菌于IOmL種子培養(yǎng)基中，制成菌懸液，接種1.5mL該菌懸液至250mL種子培養(yǎng)基中，30°C條件下150轉(zhuǎn)/分鐘培養(yǎng)活化4 5小時(shí)后得菌懸液；再將該菌懸液按3wt%接種量接至種子培養(yǎng)基中，在28 30°C，150轉(zhuǎn)/分鐘，通風(fēng)量5(T70m3/小時(shí)條件下培養(yǎng)，直至波長(zhǎng)在600nm處的吸光度值為0.8 1.0時(shí)，獲得種子活化液；其中， 所述種子培養(yǎng)基的組成成分及比例為:糖液2g，酵母浸粉0.15g，硫酸鎂0.lg，磷酸氫二鉀 0.05g,水 IO OmL, ρΗ6.8 7.2 ; 所述糖液為蔗糖、白砂糖、綿白糖、冰糖、赤砂糖中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，通過(guò)權(quán)利要求I所述方法獲得的產(chǎn)物發(fā)酵轉(zhuǎn)化液，還經(jīng)過(guò)以下步驟處理:加絮凝劑絮凝、板框過(guò)濾、活性炭脫色過(guò)濾、雙效蒸發(fā)器濃縮后梯度降溫冷卻結(jié)晶、離心后流化床干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的絮凝劑為殼聚糖溶液，殼聚糖溶液與發(fā)酵轉(zhuǎn)化液的體積比為1.5 2.5:100，所述的殼聚糖溶液為向1.0wt%的醋酸水溶液中添加lwt%的殼聚糖,所述的絮凝的條件為5(Γ60轉(zhuǎn)/分鐘條件下攪拌30 40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的板框過(guò)濾使用的過(guò)濾介質(zhì)微孔濾膜的孔徑為0.8 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的活性炭脫色過(guò)濾的條件為:活性炭添加量0.1 0.5wt%,脫色溫度75 80°C，攪拌速度為50 60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌3(Γ40分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的雙效蒸發(fā)器濃縮的產(chǎn)物中的糖濃度為65 70wt% ;所述的降溫冷卻結(jié)晶的步驟為:提升雙效蒸發(fā)器濃縮產(chǎn)物的溫度至70° C，加入0.3wt%平均粒度為IOOum的異麥芽酮糖，控制降溫速度為3 7V /小時(shí)，攪拌直至溫度為30° C。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異麥芽酮糖的制備方法，其特征在于，所述的離心后流化床干燥的步驟為:離心速度2000轉(zhuǎn)/分鐘，將結(jié)晶異麥芽酮糖于60° C干燥，直至獲得含水率為7 8wt%的異麥芽 酮糖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種直接利用微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化蔗糖生產(chǎn)異麥芽酮糖的方法，其包括以下步驟以蔗糖為主要成分的原料，采用產(chǎn)蔗糖異構(gòu)酶生產(chǎn)菌株克雷伯菌DSM16265通過(guò)深層通風(fēng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化培養(yǎng)，在發(fā)酵轉(zhuǎn)化過(guò)程控制溫度、通風(fēng)量、轉(zhuǎn)速、pH值等參數(shù)，將所得發(fā)酵轉(zhuǎn)化液由絮凝劑絮凝，再經(jīng)板框過(guò)濾除去菌體等雜質(zhì)后脫色，得到澄清的過(guò)濾液。濾液經(jīng)濃縮結(jié)晶、離心干燥工序得到終產(chǎn)品。本發(fā)明直接采用克雷伯菌DSM16265為催化劑，催化蔗糖生產(chǎn)異麥芽酮糖，無(wú)需進(jìn)行菌體或酶的提取及固定化等。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高、廢棄物少等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，生產(chǎn)全程采用自動(dòng)化監(jiān)控，自動(dòng)化程度高，控制參數(shù)穩(wěn)定可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C12P19/24GK103103232SQ20131002382
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者李憲臻 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)