CN104152510A - 一种利用胨冻样类芽孢杆菌发酵蔗糖生产多聚果糖的生产方法 - Google Patents

一种利用胨冻样类芽孢杆菌发酵蔗糖生产多聚果糖的生产方法 Download PDF

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廖美德
韦兰和
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Abstract

一种利用PS04菌株发酵蔗糖生产聚果糖的生产方法。本发明是一种利用自有特定菌种PS04菌株（胨冻样类芽孢杆菌）将蔗糖转化为多聚果糖的方法。聚果糖是果糖分子以β-1、2糖苷键连接的多糖，不能被人和动物体消化吸收，是一种膳食纤维保健品。具有多种生理功能。在体内能选择性促进乳酸菌等益生菌的生长，抑制有害菌的生长繁殖。菊芋、洋葱等植物体内含有聚果糖，但产量极为有限。国内外主要采用葡萄糖异构酶转化蔗糖的方法生产，而商品化异构酶价格昂贵，转化效率和产品得率低，工艺复杂。本发明利用PS04菌株生产聚果糖，培养条件温和，成本低，菌体生长与蔗糖转化同步完成，转化效率高，分离纯化工艺简单。与现有的专利相比，产物成分单一，安全系数高。

Description

一种利用胨冻样类芽孢杆菌发酵蔗糖生产多聚果糖的生产方法
技术领域
    聚果糖是一类由葡萄糖分子以β－2，1糖苷键连接而成的多糖，因人体和动物体内缺乏水解低聚果糖中β－2，1键的酶，故低聚果糖是一种人体不能消化的膳食纤维，食后不被小肠所吸收而直入大肠，被大肠中的有益菌群利用为碳源并发酵生成短链脂肪酸，后者可被人体吸收间接作为能源来利用。现有的资料表明，聚果糖具有优良的保健功能，表现在（1）可促进肠道中双歧杆菌和乳酸菌等益生菌的增殖,抑制有害细菌和病源菌的生长繁殖。（2）被肠道细菌发酵后产生醋酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸和乳酸,降低肠环境pH值,抑制肠道腐败和减少毒素的生成。（3）刺激和增强细胞免疫和体液免疫功能，提高机体抗感染能力,有利于抗过敏和减少肿瘤风险。（4）促进钙、镁、铁、锌等矿物元素吸收,促进双歧杆菌合成维生素。（5）预防便秘和腹泻。聚果糖在工业上有二种方法制造,一种是用聚果糖含量高的菊苣、洋葱、牛蒡等植物为原料,用热水抽提其多糖,经微生物聚果糖水解酶之部分水解作用生成果糖聚合度为2 10的链状低聚糖；另一种则是利用短柄帚曲霉、泡盛曲霉、黑曲霉等微生物的果糖基转移酶，将蔗糖转化为聚果糖。这些方法，一般生产周期长，微生物培养与聚果糖转化分步进行，培养基组成复杂，果糖转移酶纯化成本高，转化产物中含有酵母膏等前期微生物培养基组成，给聚果糖的分离纯化带来不便。且其转化终点需要通过高效液相色谱检测控制，难以大规模生产。 
背景技术
本发明的目的在于克服现有聚果糖生产技术的不足，采用微生物培养和蔗糖转化同步完成，发酵时间短，生产成本低的聚果糖生产技术。 
发明内容
   本发明的技术是以自主分离的冻胨样类芽孢杆菌菌株为生产菌种，以蔗糖和少量无机盐为培养基，经过菌种扩大、微生物培养、产物柱层析分离纯化，真空浓缩而成。 
   本发明具有微生物培养与蔗糖转化同步进行、发酵终点直观、产品不含其他有机物、发酵周期短、生产工艺简单、生产成本低等有点。 
本发明工艺流程叙述如下： 
刮取新鲜的菌苔1～2环接种在装有100mL种子培养基的500mL锥形瓶中，30℃，180r/min振荡培养24 h，经分级扩大培养后得到种子液。将种子液接种到查氏培养基中，在发酵罐30℃条件下通气搅拌培养72－96h，得到发酵液。将发酵液用适当稀释后，用凝胶过滤色谱柱层析，分步收集，得到不同聚合度的聚果糖，收集液经脱水干燥后即为聚果糖。
本发明培养基组成： 
斜面培养基：查氏培养基 
种子液培养基：查氏培养基 
发酵培养基：蔗糖2－20％，NaNO33‰,MgSO47H2O1‰,Na2HPO40.5‰，KCL1‰，自来水1000mL。 
附图说明
图1是多聚果糖发酵生产工艺流程图 
实例1. 
  发酵培养基：蔗糖3％，NaNO3 3‰, MgSO47H2O 1‰,Na2HPO4 0.5‰，KCL 1‰，种子培养基接种量5％，培养温度30℃，培养时间96h，溶氧量45％，通气量2L/min，发酵终了时，酒精沉淀多糖，获聚果糖30g/L。
实例2 
  发酵培养基：蔗糖6％，NaNO3 3‰, MgSO47H2O 1‰,Na2HPO4 0.5‰，KCL 1‰，种子培养基接种量5％，培养温度30℃，培养时间96h，溶氧量45％，通气量2L/min，发酵终了时，酒精沉淀多糖，获聚果糖60g/L。
  

Claims (6)

1.一种利用胨冻样类芽孢杆菌发酵蔗糖生产多聚果糖的生产方法。
2.按权力要求1，其特征在于以胨冻样类芽孢杆菌为生产菌种。
3.按权力要求1-2，以改良查氏培养基为种子培养基和发酵培养基：蔗糖2％－20％；NaNO3 3‰, MgSO47H2O 1‰,Na2HPO4 0.5‰，KCL 1‰。
4.按权力要求1-3，其生产工艺过程为取适量胨冻样类芽孢杆菌菌体接种到种子培养基中，于转速150r/m，28-32℃的恒温摇床中培养48-72h，即为发酵用种子液，将种子液按10％的接种量，接种于发酵培养中，培养温度28-32℃，培养时间48-72h，通气量0.5-2L/s，搅拌转速100-400r/m，溶氧量20－80％。
5.按权力要求4，发酵终了时，升温至80－85℃，维持2-3h。
6.按权力要求1-5，多聚果糖的沉淀：按乙醇∶发酵液＝2∶1的体积比，在发酵液中加入95％的乙醇，待出现沉淀后，离心分离沉淀物，干燥得到多聚果糖。
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