CN1282376A - 制备木糖醇的方法 - Google Patents

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Abstract

将D－阿拉伯醇与属于葡糖杆菌属、醋杆菌属、无色杆菌属、土壤杆菌属、节杆菌属、固氮杆菌属、短杆菌属、棒杆菌属、欧文氏菌属、黄杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、游动球菌属、假单胞菌属、红球菌属、摩根氏菌属、马杜拉放线菌属、放线菌属、或链霉菌属并能够使D－阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触,然后提取产生的木糖醇,来制备木糖醇。

Description

制备木糖醇的方法
技术领域
本发明涉及制备木糖醇的方法。木糖醇可以在食品、药品等领域应用。
                       背景技术
木糖醇是一种天然存在的糖醇，今后其需求可能会增加。木糖醇比蔗糖的卡路里值低，但与蔗糖甜度相当。因此，它是一种很有前途的低卡路里甜味剂。而且，木糖醇具有防龋齿作用，可以作为预防龋齿的甜味剂。因为木糖醇不会升高血糖水平，它已经被用作治疗糖尿病的灌输液。
目前，木糖醇主要按照美国专利4008825所述通过D-木糖的加氢作用工业化生产。原料D-木糖可以通过水解原料例如硬木、麦杆、谷子的穗杆、燕麦壳、或其它富含木聚糖的植物来源材料得到。
然而由于水解植物材料获得D-木糖生产费用高，导致其价格昂贵。例如，植物材料水解产物的产量低，这使得制备的D-木糖纯度变低。水解后，需要通过离子交换处理除去水解过程中应用的酸和色素。而且，须结晶D-木糖醇以除去其它的半纤维素。用于食品的D-木糖需要进一步纯化。离子交换处理和结晶导致生产成本增加。
为了解决上述问题，需要应用简便易得的原料制备木糖醇并产生较少量废物的制备方法。例如，已经研制出一种利用戊醇作为原料生产木糖醇的方法。一种简便易得的戊醇是利用酵母生产的D-阿拉伯醇(加拿大微生物学杂志(Can．J．Microbiol．)31，1985，467-471；普通微生物学杂志(J．Gen．Microbiol．)139，1993，1047-1054)。
已经研制出几种利用D-阿拉伯醇作为原料生产木糖醇的方法。应用微生物学(Applied Microbiology)(18，1969，1031-1035)报道了一种方法，其中包括利用汉逊氏德巴利氏酵母ATCC20121发酵葡萄糖生产D-阿拉伯醇，用弱氧化醋杆菌使得到的D-阿拉伯醇转化为D-木糖，然后用季也蒙氏假丝酵母菌大豆变种(Candida guilliermondiiivar．Soya)使D-木糖转化为木糖醇。
EP-A-403392(申请人：Roquette Freres)和EP-A-421882(申请人：Roquette freres)各自公开如下方法，包括利用渗透压抗性酵母发酵生产D-阿拉伯醇，利用醋杆菌属、葡糖杆菌属、或克雷伯氏菌属的微生物使生产得到的D-阿拉伯醇转化为D-木糖，用葡萄糖(木糖)异构酶与如此得到的木糖反应生产木糖和木酮糖的混合物，然后通过还原反应将如此形成的木糖／木酮糖转化成为木糖醇。这些出版物还公开了在木糖／木酮糖混合物中初步浓缩木糖的方法，以及将浓缩的木糖经还原反应转化成为木糖醇的方法。
上述利用D-阿拉伯醇作为原料生产木糖醇的方法生产的木糖醇产量较高。然而，不利之处在于需要多步反应步骤，使得该方法复杂化。因此，这种方法在经济上不令人满意。
                   发明内容
本发明的目的在于提供利用D-阿拉伯醇作为原料制备木糖醇的方法，该方法通过简单步骤实现。
经深入研究，本发明人发现了具有将D-阿拉伯醇直接转化为木糖醇活性的微生物，因此完成了本发明并解决了上述问题。
本发明涉及生产木糖醇的方法，包括以下步骤：使D-阿拉伯醇与属于葡糖杆菌属或醋杆菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
本发明还涉及生产木糖醇的方法，包括如下步骤：使D-阿拉伯醇与属于弱氧化葡糖杆菌、氧化葡糖杆菌、或木质醋杆菌并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
本发明进一步涉及生产木糖醇的方法，包括如下步骤：使D-阿拉伯醇与属于无色杆菌属、土壤杆菌属、节杆菌属、固氮杆菌属、短杆菌属、棒杆菌属、欧文氏菌属、黄杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、游动球菌属、假单胞菌属、或红球菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
而且，本发明涉及生产木糖醇的方法，包括如下步骤：使D-阿拉伯醇与属于粘无色杆菌、根癌土壤杆菌、放射形土壤杆菌、石蜡节杆菌、Arthrobacter hydrocarboglutamicus、印度固氮杆菌、酮戊二酸短杆菌、带形棒杆菌、解淀粉欧文氏菌、奇异黄杆菌、染色黄杆菌、微球菌CCM825、不透明诺卡氏菌、Planococcus eucinatus、类黄假单胞菌、或红串红球菌并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
本发明还涉及生产木糖醇的方法，包括如下步骤：使D-阿拉伯醇与属于摩根氏茵属、马杜拉放线茵属、放线菌属、或链霉菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
另外，本发明涉及生产木糖醇的方法，包括如下步骤：使D-阿拉伯醇与属于摩氏摩根氏菌、马杜拉马杜拉放线菌、产紫色放线菌、天蓝色链霉菌、浅黄链霉菌、浅灰链霉菌、变青链霉菌、橄榄色链霉菌、田无链霉菌、弗吉尼亚链霉菌、抗生链霉菌、可可链霉菌、或浅紫灰链霉菌并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；提取产生的木糖醇。
下面将详细描述本发明。
本发明利用的微生物属于葡糖杆菌属、醋杆菌属、无色杆菌属、土壤杆菌属、节杆菌属、固氮杆菌属、短杆菌属、棒杆菌属、欧文氏菌属、黄杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、游动球菌属、假单胞菌属、红球菌属、摩根氏菌属、马杜拉放线菌属、放线菌属、或链霉菌属，并且它们能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇。
上述微生物的实例包括弱氧化葡糖杆菌、氧化葡糖杆菌、木质醋杆菌、粘无色杆菌、根癌土壤杆菌、放射形土壤杆菌、石蜡节杆菌、Arthrobacter hydrocarboglutamicus、印度固氮杆菌、酮戊二酸短杆菌、带形棒杆菌、解淀粉欧文氏菌、奇异黄杆菌、染色黄杆菌、微球菌CCM825、不透明诺卡氏菌、P1anococcus eucinatus、类黄假单胞菌、红串红球菌、摩氏摩根氏菌、马杜拉马杜拉放线菌、产紫色放线菌、天蓝色链霉菌、浅黄链霉菌、浅灰链霉菌、变青链霉菌、橄榄色链霉菌、田无链霉菌、弗吉尼亚链霉菌、抗生链霉菌、可可链霉菌、和浅紫灰链霉菌。
本发明中使用的具体菌株包括下列：
弱氧化葡糖杆菌NRRLB-755；
氧化葡糖杆菌ATCC621；
氧化葡糖杆菌IAM1842；
氧化葡糖杆菌IAM1839；
木质醋杆菌ATCC14851；
粘无色杆菌ATCC12488；
根癌土壤杆菌ATCC2778；
放射形土壤杆菌ATCC4718；
石蜡节杆菌ATCC15590；
石蜡节杆菌ATCC15591；
石蜡节杆菌ATCC19064；
石蜡节杆菌ATCC19065；
Arthrobacter hydrocarboglutamicus ATCC15583；
印度固氮杆菌ATCC9037；
酮戊二酸短杆菌ATCC15587；
酮戊二酸短杆菌ATCC15588；
带形棒杆菌IAM1079；
解淀粉欧文氏菌IF012687；
奇异黄杆菌CCM1080-A；
染色黄杆菌AJ2478；
微球菌CCM825；
不透明诺卡氏菌NCIB9409；
Planococcus eucinatus AJ1656；
类黄假单胞菌ATCC796；
红串红球菌ATCC11048；
摩氏摩根氏菌AJ2771；
马杜拉马杜拉放线菌ATCC19425；
产紫色放线菌IF013100；
天蓝色链霉菌ATCC10147；
浅黄链霉菌AJ9012；
浅灰链霉菌NRRL B-1062；
变青链霉菌IF013385；
橄榄色链霉菌ATCC21379；
田无链霉菌ATCC15238；
弗吉尼亚链霉菌AJ9053；
抗生链霉菌NRRL3238；
可可链霉菌ATCC19093；和
浅紫灰链霉菌ATCC8664。
奇异黄杆菌CCM1080-A和微球菌CCM825由捷克微生物保藏中心(Tvrdeho 14，Brno CS-60200，捷克斯洛伐克)提供。
染色黄杆菌AJ2478于1983年4月25日保藏在工业技术院发酵研究所(目前称为工业技术院生命工学工业技术研究所)(地址：1-3，Higashi l-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki 305-8566，日本)，保藏号为FERM P-7053，并于1998年9月9日按照布达佩斯条约转为国际保藏，保藏号为FERM BP-6492。
Planococcus eucinatus AJ1656于1987年1月19日保藏在工业技术院发酵研究所(目前称为工业技术院生命工学工业技术研究所)(地址：1-3，Higashi l-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki 305-8566，日本)，保藏号为FERM P-9133，并于1998年9月9日按照布达佩斯条约转为国际保藏，保藏号为FERM BP-6493。
摩氏摩根氏菌AJ2771于1998年1月16日保藏在工业技术院发酵研究所(目前称为工业技术院生命工学工业技术研究所)(地址：1-3，Higashi l-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki 305-8566，日本)，保藏号为FERM P-16594，并于1998年9月9日按照布述佩斯条约转为国际保藏，保藏号为FERM BP-6496。
浅黄链霉菌 AJ9012于1998年1月16日保藏在工业技术院发酵研究所(目前称为工业技术院生命工学工业技术研究所)(地址：1-3，Higashi l-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki 305-8566，日本)，保藏号为FERM P-16585，并于1998年9月9日按照布达佩斯条约转为国际保藏，保藏号为FERM BP-6494。
弗吉尼亚链霉菌AJ9053于1998年1月16日保藏在工业技术院发酵研究所(目前称为工业技术院生命工学工业技术研究所)(地址：1-3，Higashi l-chome，Tsukuba-shi，Ibaraki 305-8566，日本)，保藏号为FERM P-16587，并于1998年9月9日按照布达佩斯条约转为国际保藏，保藏号为FERM BP-6495。
不透明诺卡氏菌NCIB9409由NCIMB Lts．的国立工业和海洋微生物保藏有限公司，Torry研究站(135 Abbey Road，Aberdeen AB9 8DG，UK)提供。
解淀粉欧文氏茵IFO12687、产紫色放线菌IFO13100、和变青链霉菌IF013385由大坂发酵研究所(17-85，Juso-honmachi 2-chome，Yodogawa-ku，Osaka 532，日本)提供。
带形棒杆菌IAM1079、氧化葡糖杆菌IAM1842、和氧化葡糖杆菌IAM1839由东京大学的细胞分子生物学研究所(以前的应用微生物研究所)(Yayoi l-chome，Bunkyo-ku，东京，日本)提供。
培养这些微生物的培养基没有具体限制，可以使用含常规应用的碳源、氮源、无机离子和必要时添加的有机营养成分的常用培养基。作为碳源，优选使用葡萄糖、醇(例如甘油)、有机酸等碳水化合物。氮源包括氮气、氨水、铵盐、硝酸盐等。磷源包括磷酸钾、磷酸钠等。如果需要，可以适当使用镁离子、钾离子、铁离子、锰离子、硫酸根离子等无机离子。合适的有机营养成分包括维生素、氨基酸，以及肝提取物、酵母提取物、麦芽提取物、蛋白胨、肉汤提取物、玉米浸提液、酪蛋白水解产物等含有维生素或氨基酸的物质。
有时可以将催化D-阿拉伯醇产生木糖醇(例如包括D-木糖、D-木酮糖、D-阿拉伯醇、木糖醇等的碳水化合物或糖醇)反应的酶的诱导剂加入培养基，来增加D-阿拉伯醇转化为木糖醇的活性。
培养条件也没有具体限制。例如，可以控制pH值在pH5-8范围内，温度在25-40℃，需氧条件下培养12到72小时。
上面所述的培养微生物在反应混合物中与D-阿拉伯醇接触，产生木糖醇。在本发明的方法中，上述“微生物”可以是微生物细胞自身，也可以是微生物细胞制品，只要这些制品能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇。具体地说，所述制品包括含有微生物细胞的培养物、由培养物中分离和回收的微生物细胞、微生物细胞的固定化产物、用丙酮处理的微生物细胞、或冻干的破碎细胞溶液、破碎细胞溶液组分或纯化的酶组分，以及这些处理细胞的固定化产物。
在20-60℃，优选30-40℃，pH4．0-9．0，优选6．5-7．5条件下反应可以得到较好结果。有时可以通过阻止反应中pH降低，例如在反应混合物中加入终浓度为2％(w／v)的碳酸钙，增加木糖醇的产量。固定反应和搅拌反应均可使用。虽然反应周期根据例如使用的微生物活力或D-阿拉伯醇的浓度等条件有所变化，但优选1-100小时。
有这样一个实例，当在反应中加入碳源，增加了木糖醇的产量。特别地，当使用的细菌属于醋杆菌或葡糖杆菌时，优选加入碳源。加入的碳源的例子包括碳水化合物、碳水化合物衍生物、醇、醛、和有机酸。碳水化合物包括葡萄糖、果糖、蔗糖、和乳糖。碳水化合物衍生物包括糖醇例如山梨醇、甘露醇、或甘油，醛酸例如葡萄糖醛酸。醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、1，4-丁二醇、和2，3-丁二醇。醛包括甲醛、乙醛、丙醛、异丁醛、和甘油醛。有机酸包括甲酸、柠檬酸、延胡索酸、和马来酸。这些碳源可以单独使用，或者两种或三种或多种混合使用。碳源的量根据使用的微生物的活性、D-阿拉伯醇的浓度等条件有所改变。当使用的碳源占总量0．5-30％(w／v)，优选0．5-10％(w／v)时，可以得到较好结果。
当使用微生物细胞制品例如破碎微生物细胞溶液作为微生物时，D-木酮糖的还原反应可以通过直接将NAD或NADH加入反应系统有效促进。在这种情况下，如果使用葡糖杆菌属或醋杆菌属的细菌作为微生物可以加入NADH，而如果使用无色杆菌属、土壤杆菌属、节杆菌属、固氮杆菌属、短杆菌属、棒杆菌属、欧文氏菌属、黄杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、游动球菌属、假单胞菌属、红球菌属、摩根氏菌属、马杜拉放线菌属、放线菌属、或链霉菌属的细菌则优选加入NAD。
如上述在培养基中产生的木糖醇通过常规方法从反应混合物中提取分离。具体地说，通过离心、过滤等方法除去固体物质，得到的液体部分利用活性碳或离子交换树脂脱色、脱盐，然后从溶液中结晶所需的产物。
              实施本发明的最佳方式
下面将参考实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。在下列实施例中，原料D-阿拉伯醇和产生的木糖醇通过高效液相(HPLC)在如下条件下分析：
柱：Shodex SC1211(Showa Denko产品)
流动相：50％乙腈／50％ 50ppm Ca-EDTA水溶液
流速：0．8 ml／min
温度：60℃
检测：RI检测器
                        实施例1
将4毫升含1．8％(w／v)常规肉汤(Eiken Chemical产品)的培养基(pH7．0)置于试管，120℃加热灭菌20分钟。分别将无菌D-阿拉伯醇、木糖醇和D-木糖单独加入培养基至终浓度均为1％。得到的培养基分别与表1所示的微生物混合，在30℃、振摇条件下培养2天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
各培养的微生物细胞悬浮于0．1M磷酸盐缓冲液(PH7．0)至终浓度为5％(w／v，以湿重计)。加入约为悬浮液一半量的玻璃珠(Biospec产品，直径：0．1mm)。然后用多玻珠振摇器MB-200(Yasui Kikai)破碎微生物细胞。破碎在3000rpm下进行3分钟，然后将如此得到的微生物细胞悬浮液作为粗酶溶液进行下列转化反应。
D-阿拉伯醇和NAD溶解于0．1M Tris-HCl缓冲液(pH8．0)至终浓度分别为5％(w／v)和10mM。将得到的溶液置于试管，每管0．9ml。将各粗酶溶液(0．1ml)加入该反应混合物，在pH8．0，30℃下反应22小时。反应完成后，离心除去如此形成的沉淀，利用HPLC检测形成的木糖醇。结果如表1所示。如表1所示，应用任何微生物的反应中，均可有效地从D-阿拉伯醇生产和累积木糖醇。
     表1：反应产生的木糖醇的浓度和产量
    菌株 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
粘无色杆菌ATCC12488     0．1     0．2
根癌土壤杆菌ATCC2778     0．3     0．6
放射形土壤杆菌ATCC4718     0．6     1．2
石蜡节杆菌ATCC15590     2．6     5．2
石蜡节杆菌ATCC15591     4．4     8．8
石蜡节杆菌ATCC19064     3．7     7．4
石蜡节杆菌ATCC19065     3．6     7．2
 Arthrobacterhydrocarboglutamicus ATCC15583     4．0     8．0
印度固氮杆菌ATCC9037     0．3     0．6
酮戊二酸短杆菌ATCC15587     2．2     4．4
酮戊二酸短杆菌ATCC15588     3．4     6．8
带形棒杆菌IAM1079     1．6     3．2
解淀粉欧文氏菌IF012687     4．3     8．6
奇异黄杆菌CCM1080-A     0．3     0．6
染色黄杆菌FERM P-7053     1．2     2．4
微球菌CCM825     0．2     0．4
不透明诺卡氏茵NCIB9409     3．8     7．6
 Planococcus eucinatus FERM P-9133     0．5     1．0
类黄假单胞菌ATCC796     0．2     0．4
红串红球菌ATCC11048     5．5     11．0
摩氏摩根氏茵AJ2771     1．7     3．4
                   实施例2
将50毫升含有0．2％(w／v)酵母提取物、0．2％肉汤提取物、0．4％蛋白胨、0．5％NaCl和0．2％七水硫酸镁的培养基(pH7．2)置于500ml摇瓶，120℃加热灭菌20分钟。分别将无菌D-阿拉伯醇、木糖醇和D-木糖单独加入得到的培养基至终浓度均为1％。各培养基分别用表2所示的微生物接种，在30℃、振摇条件下培养2天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
各培养的微生物细胞悬浮于0．1M磷酸盐缓冲液(pH7．0)至终浓度为5％(w／v，以湿重计)。加入约为悬浮液一半量的玻璃珠(Biospec产品，直径：0．1mm)。然后用多玻珠振摇器MB-200(Yasui Kikai)在3000rpm下破碎微生物细胞3分钟。将得到的微生物细胞悬浮液作为粗酶溶液进行下列转化反应。
D-阿拉伯醇和NAD溶解于0．1M Tri s-HCl缓冲液(pH8．0)至终浓度分别为5％(w／v)和10mM。将得到的溶液置于试管，每管0．9ml。将各粗酶溶液(0．1ml)加入该反应混合物，在pH8．0，30℃下反应22小时。反应完成后，离心除去形成的沉淀，利用HPLC检测形成的木糖醇。结果如表2所示。如表2所示，应用任何微生物的反应中，均可有效地从D-阿拉伯醇生产和累积木糖醇。
        表2：反应产生的木糖醇的浓度和产量
    菌株 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
马杜拉马杜拉放线菌ATCC19425     0．5     1．0
产紫色放线菌IF013100     0．1     0．2
天蓝色链霉菌ATCC10147     0．5     1．0
浅黄链霉菌AJ9012     0．3     0．6
浅灰链霉菌NRRL B-1062     0．4     0．8
变青链霉菌IF013385     0．4     0．8
橄榄色链霉菌ATCC21379     0．3     0．6
田无链霉菌ATCC15238     0．9     1．8
弗吉尼亚链霉菌AJ9053     0．5     1．0
抗生链霉菌NRRL3238     0．1     0．2
可可链霉菌ATCC19093     0．1     0．2
浅紫灰链霉菌ATCC8664     0．1     0．2
                 实施例3
将50毫升含有2．4％(w／v)马铃薯葡萄糖(Difco)、3％酵母提取物(Difco)、2．5％细菌用肝浸液(Difco)、0．5％肉汤提取物(Difco)、和1．5％甘油的培养基(pH7．0)置于500ml Sakaguchi摇瓶(有肩的)，120℃加热灭菌20分钟。分别将无菌D-阿拉伯醇、木糖醇和D-木糖单独加入得到的培养基至终浓度为0．5％，并向其中加入碳酸钙至终浓度为2．5％。各培养基用氧化葡糖杆菌ATCC621、弱氧化葡糖杆菌NRRLB-755、或木质醋杆菌ATCC14851接种，在30℃、振摇条件下培养3天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
将D-阿拉伯醇和D-葡萄糖溶解于0．1M磷酸盐缓冲液(pH7．5)至终浓度分别为5％(w／v)和1％。将得到的混合物置于试管，每管10ml，加入各培养的微生物细胞至终浓度约为5％(w／v，以湿重计)，然后在pH7．5，30℃下振摇培养22小时。
反应完成后，离心除去微生物细胞，用HPLC检测产生的木糖醇。结果如表3所示。如表3所示，应用任何微生物的反应中，均可有效地从D-阿拉伯醇生产和累积木糖醇。
                 表3：反应产生的木糖醇的浓度和产量
    菌株 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
弱氧化葡糖杆菌NRRLB-755     5．8     12
氧化葡糖杆菌ATCC621     17     33
木质醋杆菌ATCC14851     11     22
                        实施例4
将40毫升含2．4％(w／v)马铃薯葡萄糖(Difco)、3％酵母提取物(Difco)、0．5％肉汤提取物(Difco)、和1．5％甘油的培养基(pH7．0)置于500ml Sakaguchi摇瓶(有肩的)，120℃加热灭菌15分钟。分别将无菌D-阿拉伯醇、木糖醇和D-木糖单独加入得到的混合物至终浓度为1．0％，并向其中加入碳酸钙至终浓度为2．0％。该培养基用氧化葡糖杆菌ATCC621接种，在30℃振摇条件下培养3天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
将D-阿拉伯醇和D-葡萄糖溶解于0．1M磷酸盐缓冲液(pH6．0)至终浓度分别为5％(w／v)和1％。将得到的混合物置于试管，每管10ml，用10％(w／v，以湿重计)的微生物细胞接种。另外，向其中加入终浓度为2．0％(w／v)的碳酸钙。得到的培养基在30℃下振摇培养。为了比较，在培养开始后6小时，按照表4所示的方式向培养基中加入乙醇或葡萄糖。27小时后，离心除去微生物细胞，用HPLC检测产生的木糖醇。结果如表4所示。如表4所示，碳源的加入增加了从D-阿拉伯醇生产的木糖醇的量。
        表4：反应产生的木糖醇的浓度和产量(使用的菌株：氧化葡糖杆菌ATCC621)
反应开始后6小时加入的化合物 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
无     28     56
乙醇5％     34     70
葡萄糖0．5％     29     58
乙醇5％和葡萄糖0．5％     47     94
                     实施例5
将40毫升含2．4％(w／v)马铃薯葡萄糖(Difco)、3％酵母提取物(Difco)、0．5％肉汤提取物(Difco)、和1．5％甘油的培养基(pH7．0)置于500ml Sakaguchi摇瓶(有肩的)，120℃加热灭菌15分钟。分别将无菌D-阿拉伯醇、木糖醇和D-木糖单独加入得到的培养基至终浓度为1．0％，并分别向其中加入碳酸钙至终浓度为2．0％。该培养基用弱氧化葡糖杆菌NRRLB-755或木质醋杆菌ATCC14851接种，在30℃振摇条件下培养3天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
将D-阿拉伯醇和D-葡萄糖溶解于0．1M磷酸盐缓冲液(pH6．0)至终浓度分别为5％(w／v)和1％。将得到的混合物置于试管，每管10ml，用10％(w／v，以湿重计)的微生物细胞接种。另外，向其中加入终浓度为2．0％(w／v)的碳酸钙。得到的培养基在30℃下振摇培养。为了比较，在培养开始后6小时，向培养基中加入5％乙醇和0．5％葡萄糖。27小时后，离心除去微生物细胞，HPLC检测产生的木糖醇。结果如表5所示。如表5所示，有效地从D-阿拉伯醇产生并累积了木糖醇。
             表5：反应产生的木糖醇的浓度和产量
    菌株 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
弱氧化葡糖杆菌NRRLB-755     16     32
木质醋杆菌ATCC14851     32     64
                         实施例6
将50毫升含2．4％(w／v)马铃薯葡萄糖(Difco)、3％酵母提取物(Difco)、0．5％肉汤提取物(Difco)、和1．5％甘油的培养基(pH7．0)置于500ml Sakaguchi摇瓶(有肩的)，120℃加热灭菌15分钟。将D-阿拉伯醇溶液于120℃灭菌15分钟，加入上述培养基至终浓度为3．0％。另外，将1g碳酸钙于200℃灭菌120分钟，加入上述培养基。该培养基用氧化葡糖杆菌ATCC621接种，在30℃振摇条件下培养3天。从培养基中离心收获微生物细胞，用生理盐水冲洗一次。
将D-阿拉伯醇溶解于0．1M磷酸盐缓冲液(pH6．0)至终浓度为5％(w／v)。将上面得到的清洗后的微生物细胞加入其中，至终浓度约为10％(w／v，以湿重计)。将这样得到的反应混合物加入试管，每管10ml，30℃下振摇反应。24小时后，离心除去微生物细胞，HPLC检测产生的木糖醇。结果如表6所示。如表6所示，从D-阿拉伯醇产生并累积了木糖醇。
                   表6：反应产生的木糖醇的浓度和产量
    菌株 产生的木糖醇的浓度(g／l) 产量(％)
氧化葡糖杆菌ATCC621     7．8     16
                      工业实用性
本发明能够通过简单步骤利用D-阿拉伯醇作为原料生产木糖醇。

Claims (6)

1．一种制备木糖醇的方法，包括以下步骤：
使D-阿拉伯醇与属于葡糖杆菌属或醋杆菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；
提取产生的木糖醇。
2．权利要求1的方法，其中属于葡糖杆菌属或醋杆菌属的微生物是弱氧化葡糖杆菌、氧化葡糖杆菌、或木质醋杆菌。
3．一种制备木糖醇的方法，包括以下步骤：
使D-阿拉伯醇与属于无色杆菌属、土壤杆菌属、节杆菌属、固氮杆菌属、短杆菌属、棒杆菌属、欧文氏菌属、黄杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、游动球菌属、假单胞菌属、或红球菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；
提取产生的木糖醇。
4．权利要求3的方法，其中属于无色杆菌属的微生物是粘无色杆菌，属于土壤杆菌属的微生物是根癌土壤杆菌或放射形土壤杆菌，属于节杆菌属的微生物是石蜡节杆菌或Arthrobacter hydrocarboglutamicus，属于固氮杆菌属的微生物是印度固氮杆菌，属于短杆菌属的微生物是酮戊二酸短杆菌，属于棒杆菌属的微生物是带形棒杆菌，属于欧文氏菌属的微生物是解淀粉欧文氏茵，属于黄杆菌属的微生物是奇异黄杆菌或染色黄杆菌，属于微球菌属的微生物是微球茵CCM825，属于诺卡氏菌属的微生物是不透明诺卡氏菌，属于游动球菌属的微生物是Planococcuseucinatus，属于假单胞茵属的微生物是类黄假单胞菌，属于红球菌属的微生物是红串红球菌。
5．一种制备木糖醇的方法，包括以下步骤：
使D-阿拉伯醇与属于摩根氏菌属、马杜拉放线菌属、放线菌属、或链霉菌属并能够将D-阿拉伯醇转化为木糖醇的微生物接触；和
提取产生的木糖醇。
6．权利要求5的方法，其中属于摩根氏菌属的微生物是摩氏摩根氏菌，属于马杜拉放线菌属的微生物是马杜拉马杜拉放线菌，属于放线茵属的微生物是产紫色放线菌，属于链霉菌属的微生物是天蓝色链霉菌、浅黄链霉菌、浅灰链霉菌、变青链霉菌、橄榄色链霉菌、田无链霉菌、弗吉尼亚链霉菌、抗生链霉菌、可可链霉菌、或浅紫灰链霉菌。
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