【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于麦芽糖醇的制备，尤其涉及提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法。
技术介绍
1、麦芽糖醇的化学名为4-o-α-d-吡喃葡萄糖基山梨糖醇，分子式c12h24o11，属于双糖醇，外观为白色结晶或结晶性粉末，甜味接近于蔗糖，甜度约为蔗糖甜度的80-90％，纯净的麦芽糖醇为无色透明的晶体，熔点148-151℃，对热、酸都很稳定，易溶于水，难溶于甲醇、乙醇；黏度和沸点适中，具有良好的保湿性，由于麦芽糖醇结构中无游离羟基，与蛋白质和氨基酸一起加热不引起美拉德反应，同时还具有良好的非致龋齿性和潜在的抗龋齿性，人体对麦芽糖醇吸收率低，不会引起血糖水平波动，还可以促进钙的吸收。麦芽糖醇属于低热量，可抑制人体脂肪的过量存储，有一定的减肥作用。麦芽糖醇是蔗糖的理想替代品，主要应用于口香糖包衣、无糖巧克力、无糖糖果、烘焙食品、冰激凌、冷饮、糕点、浓缩果汁、饼干、面包、糖果、酱等产品领域。
2、传统生产麦芽糖醇产品是以淀粉或淀粉乳为原料，经酶的液化、糖化后转化为麦芽糖，然后在高温、高压的条件下将麦芽糖经雷尼镍催化剂的作用下加氢转化为麦芽糖醇，该工艺反应条件恶劣，生产成本高，生产安全性差，并且环境不友好。生物发酵法制备麦芽糖醇利用细胞内的还原酶将麦芽糖还原成麦芽糖醇，以麦芽糖浆为原料，经海水芽孢杆菌的发酵过程生产麦芽糖醇，可以得到高纯度的麦芽糖醇产品，具有良好的工艺友好性。
3、然而，生物发酵法生产麦芽糖醇过程中仍存在很多问题，如麦芽糖浆成分复杂，含有如葡萄糖、麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽五糖等多种杂糖，海水芽
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，包括以下步骤：
3、(1)配料：以市售的麦芽糖浆液为原料，加入酵母膏、蛋白胨、纯水，灭菌并冷却后得到液体氮源培养基；
4、(2)菌种优化：制备海水芽孢杆菌的菌悬液，菌悬液经过紫外诱变、菌落筛选后得到优选菌种；
5、(3)发酵培养：将优选菌种接种入液体氮源培养基发酵72h，发酵过程中进行两次补料，得到发酵液。
6、进一步的，步骤(1)中液体氮源培养基的配置方法为，先用纯水将麦芽糖浆液稀释至干物浓度20-30％，得到稀释液，每升稀释液中加入酵母膏10-15g、蛋白胨5-8g，混合后在115℃下灭菌30min，快速冷却后得到液体氮源培养基。
7、进一步的，稀释后的麦芽糖浆液中的麦芽糖纯度为70-75％，葡萄糖纯度为1.5-6％，麦芽三糖纯度为13-15％，麦芽四糖纯度为5-10％，其它杂糖纯度为0.5-2％，
8、进一步的，步骤(2)中制备海水芽孢杆菌的菌悬液的方法是，在无菌条件下，将海水芽孢杆菌出发菌株接入到20支斜面培养基中，33℃培养72h，取生长优势的5支，用无菌生理盐水将菌苔冲洗下来，收集冲洗液并在3000r/min的转速下离心10min，弃上清液，用无菌生理盐水洗涤沉淀物两次后，转入大试管中制成菌悬液。
9、进一步的，步骤(2)中紫外诱变、菌落筛选的方法为，将菌悬液置于20w紫外灯的25cm处照射180s，再用纯化水稀释103倍后，各取1ml分别均匀地涂布在10套平板培养基上，33℃培养72h，从10套平板培养基中挑选长势较好、形状规则、单菌直径大的菌落作为优选菌种。
10、进一步的，平板培养基的成分为，nacl：10g/l；mgcl2：0.5g/l；mgso4：0.2g/l；cacl2：0.4g/l；kcl：2.3g/l；nahco3：0.07g/l；nabr：0.028g/l；蛋白胨：20g/l；酵母膏：10g/l；琼脂6g/l；葡萄糖：30g/l；麦芽糖浆液：30g/l。
11、进一步的，步骤(3)中发酵培养的控制方法为：接种量10-15％，ph7.2；
12、0-12h，温度25-30℃，通气比1-2vvm，转速180-200r/min；
13、12-36小时，温度35-40℃，通气比0.8-1.5vvm，转速120-150r/min；
14、36-72小时，温度30-35℃，通气比0.5-1vvm，转速50-70r/min。
15、进一步的，步骤(3)中两次补料的方法为，液体氮源培养基投料时投入量为发酵罐容积的50％，发酵过程中检测麦芽糖纯度，当麦芽糖纯度低于18％时，进行第一次补料，按照50-100g/l向稀释液中加入葡萄糖，从而配制成一补液，一补液投入量为发酵罐容积的30％，补料时控制流加速度，使麦芽糖纯度保持在18-20％；
16、当麦芽糖纯度低于15％时，进行第二次补料，用稀释液作为二补液，二补液投入量为发酵罐容积的20％，补料时控制流加速度，使麦芽糖纯度保持在12-15％。
17、进一步的，纯度的检测方法为，采用高效液相色谱进行检测，高效液相色谱的色谱柱类型：rezex8μ8％ca·monos(rcm)带保护柱，色谱柱尺寸：300×7.8mm，流动相：超纯水，柱温：75-80℃，流速：0.6-0.8ml/min。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、1.本专利技术对海水芽孢杆菌进行了优化，并对发酵工艺进行了改进，减少麦芽多糖的阻遏作用，降低底物抑制的影响，提高了麦芽糖转化率。
20、2.本专利技术通过优化发酵工艺，采用半连续分批补料发酵的操作方式，减少底物抑制带来的影响，使麦芽糖转化率提高到98％以上。
21、3.本专利技术对不同发酵阶段的控制参数进行了优化，提高了前期通气比和搅拌转速，适应耗氧量大的特点，中期采用正常通气比和搅拌转速，后期降低维持发酵过程，从而降低成本。
22、4.通过优化氮源培养基的成分，使菌种接种后能够更快的适应新环境，保证菌种能够在迟缓期和对数生长期内充分的生长。
23、5.通过紫外诱变和菌种筛选对海水芽孢杆菌进行优化，提高其适应性，减少麦芽多糖对麦芽糖转化的阻遏作用。
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1.提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述液体氮源培养基的配置方法为，先用纯水将麦芽糖浆液稀释至干物浓度20-30％，得到稀释液，每升稀释液中加入酵母膏10-15g、蛋白胨5-8g，混合后在115℃下灭菌30min，快速冷却后得到液体氮源培养基。
3.根据权利要求2所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，所述稀释后的麦芽糖浆液中的麦芽糖纯度为70-75％，葡萄糖纯度为1.5-6％，麦芽三糖纯度为13-15％，麦芽四糖纯度为5-10％，其它杂糖纯度为0.5-2％。
4.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述制备海水芽孢杆菌的菌悬液的方法是，在无菌条件下，将海水芽孢杆菌出发菌株接入到20支斜面培养基中，33℃培养72h，取生长优势的5支，用无菌生理盐水将菌苔冲洗下来，收集冲洗液并在3000r/min的转速下离心10
5.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述紫外诱变、菌落筛选的方法为，将菌悬液置于20W紫外灯的25cm处照射180s，再用纯化水稀释103倍后，各取1mL分别均匀地涂布在10套平板培养基上，33℃培养72h，从10套平板培养基中挑选长势较好、形状规则、单菌直径大的菌落作为优选菌种。
6.根据权利要求5所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，所述平板培养基的成分为，NaCl：10g/L；MgCl2：0.5g/L；MgSO4：0.2g/L；CaCl2：0.4g/L；KCl：2.3g/L；NaHCO3：0.07g/L；NaBr：0.028g/L；蛋白胨：20g/L；酵母膏：10g/L；琼脂6g/L；葡萄糖：30g/L；麦芽糖浆液：30g/L。
7.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(3)中所述发酵培养的控制方法为：接种量10-15％，pH7.2；
8.根据权利要求2所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(3)中所述两次补料的方法为，液体氮源培养基投料时投入量为发酵罐容积的50％，发酵过程中检测麦芽糖纯度，当麦芽糖纯度低于18％时，进行第一次补料，按照50-100g/L向稀释液中加入葡萄糖，从而配制成一补液，一补液投入量为发酵罐容积的30％，补料时控制流加速度，使麦芽糖纯度保持在18-20％；
9.根据权利要求3或8所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，所述纯度的检测方法为，采用高效液相色谱进行检测，高效液相色谱的色谱柱类型：REZEX8μ8％Ca·Monos(RCM)带保护柱，色谱柱尺寸：300×7.8mm，流动相：超纯水，柱温：75-80℃，流速：0.6-0.8ml/min。
...【技术特征摘要】
1.提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述液体氮源培养基的配置方法为，先用纯水将麦芽糖浆液稀释至干物浓度20-30％，得到稀释液，每升稀释液中加入酵母膏10-15g、蛋白胨5-8g，混合后在115℃下灭菌30min，快速冷却后得到液体氮源培养基。
3.根据权利要求2所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，所述稀释后的麦芽糖浆液中的麦芽糖纯度为70-75％，葡萄糖纯度为1.5-6％，麦芽三糖纯度为13-15％，麦芽四糖纯度为5-10％，其它杂糖纯度为0.5-2％。
4.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述制备海水芽孢杆菌的菌悬液的方法是，在无菌条件下，将海水芽孢杆菌出发菌株接入到20支斜面培养基中，33℃培养72h，取生长优势的5支，用无菌生理盐水将菌苔冲洗下来，收集冲洗液并在3000r/min的转速下离心10min，弃上清液，用无菌生理盐水洗涤沉淀物两次后，转入大试管中制成菌悬液。
5.根据权利要求1所述的提高麦芽糖醇生产效率的海水芽孢杆菌发酵条件控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述紫外诱变、菌落筛选的方法为，将菌悬液置于20w紫外灯的25cm处照射180s，再用纯化水稀释103倍后，各取1ml分别均匀地涂布在10套平板培养基上，33℃培养72h，从10套平板培养...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成福，黄伟红，贺东海，方春雷，田强，孙鲁，刘晓，耿淑花，杨鹏，曹玉华，
申请(专利权)人：山东福田药业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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