一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111440830A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010151651.6(22)申请日2020.03.06(71)申请人浙江大学地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人吴绵斌袁新松毛宇迪袁东旭林建平杨立荣(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人沈金龙(51)Int.Cl.C12P7/18(2006.01)C12R1/19(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法(57)摘要本发明公开了一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法包括以下步骤：(1)获取未经离子交换的玉米芯半纤维素水解液，中和至pH不大于5.5，然后过滤除杂；(2)将步骤(1)处理后的玉米芯半纤维素水解液灭菌，灭菌温度100～105℃，灭菌时间30～40min；(3)将步骤(2)灭菌后的玉米芯半纤维素水解液与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵。本发明研究发现，使用灭菌温度100～105℃进行灭菌取代常用的115℃灭菌，能够大大降低灭菌过程中木糖的损失，并且经验证并没有微生物残留，不会影响发酵使用菌种的生长，提高生物法发酵玉米芯水解液生产木糖醇时的得率。CN111440830ACN111440830A权利要求书1/1页1.一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取未经离子交换的玉米芯半纤维素水解液，中和至pH不大于5.5，然后过滤除杂；(2)将步骤(1)处理后的玉米芯半纤维素水解液灭菌，灭菌温度100～105℃，灭菌时间30～40min；(3)将步骤(2)灭菌后的玉米芯半纤维素水解液与发酵培养基和发酵菌株混匀后进行发酵。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中使用石灰中和，中和至pH不大于3.5。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中使用石灰中和，中和至pH为3.5。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中灭菌温度100℃，灭菌时间30min。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)灭菌前先将玉米芯半纤维素水解液浓缩，浓缩至木糖浓度500～600g/L。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，浓缩前后均进行过滤。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)发酵时，灭菌后的玉米芯半纤维素水解液占总体积的25％。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基的成分为：葡萄糖10g/L，玉米浆干粉24g/L，NaCl0.5g/L，KH2PO43g/L，Na2HPO4·12H2O9g/L，NH4Cl1g/L。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵菌株为申请号201910989216.8的发明专利申请中的大肠杆菌菌株IS5-5G。2CN111440830A说明书1/5页一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法技术领域[0001]本发明涉及生物发酵技术领域，特别是涉及一种玉米芯水解液发酵生产木糖醇的方法。背景技术[0002]化学加氢法生产木糖醇要求较高纯度的木糖液(木糖纯度95％以上)，首先是因为若木糖液中有很多杂质，容易导致加氢过程的镍催化剂中毒并很快失去活性。同时，化学还原的选择性差，而半纤维素水解液中含有多种杂糖，其在化学催化加氢时也会被还原成相应的多元醇。由于多元醇的溶解性远好于其相应的糖类，故将木糖醇从多元醇混合物中分离的难度远大于将木糖从混合糖中分离的难度，需要用到模拟移动床等复杂分离技术。化学加氢法需要在氢化前对木糖水解液进行多步的纯化处理，大幅提高了木糖醇的生产成本。氢化步骤还要求高温(80～140℃)和高压(50atm)条件，镍催化剂又会污染环境。由于化学加氢法存在以上问题，并由于生物转化法能够直接转化半纤维素水解液中的木糖、而不需要使用纯木糖作为底物，且在温和条件下进行，因此生物转化法近年来已越来越多地受到国内外研究人员的关注。[0003]半纤维素稀硫酸水解液中主要含有乙酸、糠醛、5-羟甲基糠醛、酚类、硫酸根离子、色素、木素、果胶等毒性物质，它们可以抑制菌体细胞的生长，对菌株发酵生产木糖醇造成不利影响。目前，工业上普遍采用离子色谱法对半纤维素水解液脱毒，此过程不但耗时，增加成本，而且产生大量废水，污染环境，需开发简便高效地脱毒方法进行替代。[0004]目前常用的方法是采用石灰中和，因为石灰中和过程中，石灰和硫酸反应生成硫酸钙，硫酸钙在一定条件下以胶体形式存在，可以吸附水解液中部分抑制物，如乙酸、糠醛、果胶、色素等。但石灰中和的水解液直接采用常用的115℃，30min的方法灭菌会导致木糖损失率超过30％，因此，需对水解液灭菌条件及灭菌前的预处理条件进行研究，从而最大