CN103205364B

CN103205364B - 米曲霉菌株及其在发酵生产低聚果糖中的应用

Info

Publication number: CN103205364B
Application number: CN2013100831655A
Authority: CN
Inventors: 刘宗利; 王乃强; 栾庆民; 杜倩; 熊小兰; 张莉
Original assignee: Baolingbao Biology Co Ltd
Current assignee: Baolingbao Biology Co Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: CN103205364A

Abstract

本发明涉及低聚果糖制备技术领域，特别涉及一种米曲霉菌株，米曲霉菌株（Aspergillus oryzae）BLB-27已于2013年03月13日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No.7311。所述的米曲霉菌株在发酵生产低聚果糖中的应用。采用本发明的米曲霉菌株混合厌氧发酵转化技术生产低聚果糖，可以节省掉菌体破碎机和离心机以及配套设施投资，节省占地空间，同时减少大量的能源消耗；得到的反应液中低聚果糖含量高，透光率高，反应液经过微滤膜除菌、脱色、精制、色谱分离、浓缩、干燥即可得到低聚果糖系列产品。

Description

米曲霉菌株及其在发酵生产低聚果糖中的应用

技术领域

本发明涉及低聚果糖制备技术领域，特别涉及一种米曲霉菌株，还涉及所述米曲霉菌株在发酵生产低聚果糖中的应用。

背景技术

低聚果糖是指2～8个果糖基为链节，以一个葡萄糖基为链的端基，以果糖基→果糖连接键为主体骨架连结形成的功能性低聚糖。低聚果糖是一种能激活人体益生菌群增殖，促进人体微生态平衡的益生元，被公认具有调节胃肠道功能、降低血酯、调节机体平衡、提高免疫力等健康作用，也是一种典型的水溶性的膳食纤维，已被广泛用作功能性配料或者直接服用。

目前，国内外工业化生产的方法主要是通过选出高活性菌种后破碎菌体、菌体和酶分离制备液体酶制剂或固定化酶制剂，进行低聚果糖的生产，工艺路线较长，设备多，而且通常制备的低聚果糖产品外观色泽差或呈褐色，产品应用范围受到限制。

CN 101659924 B公开了一种土壤中筛选得到的黑曲霉经过诱变后得到的黑曲霉菌种，其在厌氧发酵制备低聚果糖中有很好的应用效果。

发明内容

为了解决以上低聚果糖生产中工艺路线较长，设备多，制备的低聚果糖产品外观色泽差或呈褐色，产品应用范围受到限制的问题，本发明提供了一种可以缩短低聚果糖生产工艺路线、减少设备投入、降低成本的米曲霉菌株。

本发明还提供了所述米曲霉菌株在发酵生产低聚果糖中的应用。

本发明是通过以下措施实现的：

一种米曲霉菌株，所述米曲霉菌株（Aspergillus oryzae）BLB-27已于2013年03月13日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No.7311。

从土壤中分离得米曲霉菌株，操作方法如下：

称取10g土壤，加入90mL无菌水中，震荡摇匀，酒精擦拭后移入超净工作台。准备6支装有9mL无菌水的试管，编号1—6。用移液枪移取1000μL悬浊液置于1 号试管，再移取1000μL 1号试管悬浊液置于2号试管，依次做六个试管梯度稀释。用移液枪分别取4、5、6号试管溶液各200μL（每个试管取2—4份）置于合适的培养基平板，用涂抹棒均匀涂抹，培养至平板长出成熟菌落，分离纯化米曲霉菌落，将单菌落接种斜面，并接种摇瓶，初筛测定产低聚果糖的转化率。根据摇瓶培养酶活力大小选出优良斜面出发菌株—米曲霉。

分离培养基中含有蔗糖3％，土豆汁3％，硫酸镁0.3％，硝酸钠0.3％，磷酸氢二钾0.1％，琼脂粉1.5％，pH为6.0－6.5，121℃湿热灭菌20分钟。

种子扩大培养基中含有蔗糖5％，麸皮3％，酵母膏2％，硫酸镁0.3％，磷酸氢二钾0.1％，pH为6.0－6.5，121℃湿热灭菌20分钟，培养温度28－30℃。

将筛选得到的米曲霉菌株进行产低聚果糖的含量测定，筛选确定得到优良的米曲霉菌株，编号为BLB-27，用于混合厌氧发酵生产低聚果糖。

低聚果糖产率测定方法：以40%蔗糖溶液为底物，加入适量制备的混合厌氧发酵菌体溶液，在40℃，糖化反应6－36小时,取出于85℃水浴10min将菌体灭活，微滤膜去除菌体，取上层清液，用 HPLC法测定低聚果糖含量。

具体筛选过程如下：

（1）实验方法

1）细胞菌悬液的制备

称取10g土壤，加入90mL无菌水中，震荡摇匀，酒精擦拭后移入超净工作台。准备6支装有9mL无菌水的试管，编号1—6。用移液枪移取1000μL悬浊液置于1 号试管，再移取1000μL 1号试管悬浊液置于2号试管，依次做六个试管梯度稀释。

2）平板制作

将分离培养基熔化后冷至45℃左右倒平板，凝固后待用。

3）菌种筛选

用移液枪分别取4、5、6号试管溶液各200μL（每个试管取2—4份）置于合适的培养基平板，用涂抹棒均匀涂抹，25－30℃培养2－5天，培养至平板长出成熟菌落。

4）菌种斜面培养

挑取单菌落接种于斜面培养基，25－30℃培养2－5天。

5）菌种扩大培养和发酵

在25ml/500mL摇瓶种子培养基中接种，30℃，200r/min培养24小时。

6）混合厌氧发酵实验：

在厌氧条件下，将米曲霉按接种量1-50%移种于蔗糖溶液中，蔗糖溶液pH值4～7，反应温度30～60℃，厌氧转化6～36h，发酵完成后通过微滤膜去除菌体蛋白，然后进行脱色处理，精制、浓缩，得到低聚果糖液。

筛选菌株实验结果

表1 筛选菌株实验结果

菌株编号	低聚果糖转化率
		BLB－21	22.6％
B LB－22	33.5％
		B LB－23	35.6％
B LB－24	40.2％
		B LB－25	37.5％
B LB－26	27.3％
		B LB－27	58.5％
B LB－28	42.8%

上述内容即为所述的米曲霉菌株在发酵生产低聚果糖中的应用。

所述的应用，将低聚果糖液经过干燥得到低聚果糖粉体。

所述的应用，将低聚果糖液经过色谱分离、浓缩得到高低聚果糖含量的低聚果糖液。

所述的应用，所得低聚果糖米曲霉菌种BLB-27经一级培养后，接入二级培养物中培养，以及三级培养物中培养，得到扩大培养的菌种液体，蔗糖溶液质量浓度为10～60％，菌种溶液加入量为蔗糖溶液重量的1-50%。

所述的应用，使用活性炭进行脱色，脱色温度60～90℃，脱色10～30分钟，

所述的应用，其特征在于得到的低聚果糖液透光率大于98%。

本发明的菌种通过混合厌氧发酵转化蔗糖生成低聚果糖，包括蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖、蔗果六糖等，发酵转化一步生成低聚果糖，发酵结束后通过微滤膜去除菌体，然后通过精制除去糖液中的杂质，通过色谱分离、浓缩、干燥装置制备低聚果糖50％－95％的液体和粉体，实现低聚果糖不同组分含量的系列化产品制备。

本发明的有益效果：

采用本发明的米曲霉菌株混合厌氧发酵转化技术生产低聚果糖，可以节省掉菌体破碎机和离心机以及配套设施投资，节省占地空间，同时减少大量的能源消耗；得到的反应液中低聚果糖含量高，透光率高，反应液经过微滤膜除菌、脱色、精制、色谱分离、浓缩、干燥即可得到低聚果糖系列产品。

保藏信息

米曲霉菌株（Aspergillus oryzae）BLB-27已于2013年03月13日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No.7311。地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

米曲霉菌种BLB-27经一级培养后，接入二级培养物中培养，以及三级培养物中培养，得到扩大培养的菌种液体。

实施例1：

取4000克蔗糖加入15升发酵罐中，加水6000克，加热溶解后，调解料液pH值5，然后接入扩大培养的低聚果糖生产米曲霉菌种液体，菌种液体接入量10%，温度控制在40℃，反应时间12小时，混合厌氧发酵糖转化完毕，立即用微滤膜去除菌体，清液加入0.1%活性炭进行脱色处理，脱色温度60～90℃，脱色处理时间10～30分钟，后经精制、浓缩得到低聚果糖组分含量57％的液体,产品的透光率98.1%。

组分含量57％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量57％的低聚果糖粉体。

组分含量57％的低聚果糖液体，经过色谱分离、浓缩得到组分含量95.8％的低聚果糖液体,产品的透光率98.7%。

组分含量95.8％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量95.8％的低聚果糖粉体。

实施例2：

取5000克蔗糖加入15升发酵罐中，加水6000克，加热溶解后，调解料液pH值5.5，然后接入扩大培养的低聚果糖生产米曲霉菌种液体，菌种液体接入量20%，温度控制在50℃，反应时间8小时，混合厌氧发酵糖转化完毕，立即用微滤膜去除菌体，清液加入0.05%活性炭进行脱色处理，脱色温度60～90℃，脱色处理时间10～30分钟。后经精制、浓缩得到低聚果糖组分含量56％的液体,产品的透光率98.5%。

组分含量56％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量56％的低聚果糖粉体。

组分含量56％的低聚果糖液体，经过色谱分离、浓缩得到组分含量96％的低聚果糖液体,产品的透光率98.7%。

组分含量96％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量96％的低聚果糖粉体。

实施例3：

取6000克蔗糖加入15升发酵罐中，加水6000克，加热溶解后，调解料液pH值6.0，然后接入扩大培养的低聚果糖生产米曲霉菌种液体，菌种液体接入量50%，温度控制在60℃，反应时间6小时，混合厌氧发酵糖转化完毕，立即用微滤膜去除菌体，清液加入0.05～0.1%活性炭进行脱色处理，脱色温度60～90℃，脱色处理时间10～30分钟。后经精制、浓缩得到低聚果糖组分含量58％的液体,产品的透光率98.5%。

组分含量58％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量58％的低聚果糖粉体。

组分含量58％的低聚果糖液体，经过色谱分离、浓缩得到组分含量97％的低聚果糖液体,产品的透光率98.7%。

组分含量97％的低聚果糖液体经过干燥得到组分含量97％的低聚果糖粉体。

实施例4：

取6000克蔗糖加入15升发酵罐中，加水5000克，加热溶解后，调解料液pH值4.5，然后接入扩大培养的低聚果糖生产米曲霉菌种液体，菌种液体接入量1%，温度控制在30℃，反应时间32小时，混合厌氧发酵糖转化完毕，立即用微滤膜去除菌体，清液加入0.05～0.1%活性炭进行脱色处理，脱色温度60～90℃，脱色处理时间10～30分钟。后经精制、浓缩得到低聚果糖组分含量56％的液体,产品的透光率98.2%。

组分含量56％的低聚果糖液体经过干燥得到56％的低聚果糖粉体。

组分含量56％的低聚果糖液体，经过色谱分离、浓缩得到组分含量96％的低聚果糖液体,产品的透光率99.1%。

实施例5：

原工业化生产低聚果糖30吨转化罐，需要配备菌体破碎机和离心机以及配套设施，菌体破碎机需要投资在40万元，离心机需要40万元，每小时耗电量150度以上，能源消耗大，生产量越大，设备越多，设备投资及相关基础投资更大。

Claims

1.一种米曲霉菌株，其特征是所述米曲霉菌株（Aspergillus oryzae）BLB-27已于2013年03月13日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No.7311。

2.一种权利要求1所述的米曲霉菌株在发酵生产低聚果糖中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于在厌氧条件下，将米曲霉菌株转入转化罐内，加入蔗糖和水得到蔗糖溶液，调节pH值4～7，反应温度30～60℃，厌氧转化6～36h，经过去除菌体、脱色、精制、浓缩，得到低聚果糖液。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于将低聚果糖液经过干燥得到低聚果糖粉体。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于将低聚果糖液经过色谱分离、浓缩得到高低聚果糖含量的低聚果糖液。

6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于米曲霉菌株为经过扩大培养的菌种溶液，蔗糖溶液质量浓度为10～60％，菌种溶液加入量为蔗糖溶液重量的1-50%。

7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于使用活性炭进行脱色，脱色温度60～90℃，脱色10～30分钟。

8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于得到的低聚果糖液透光率大于98%。