CN1381585A - 游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 - Google Patents
游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1381585A CN1381585A CN 01110778 CN01110778A CN1381585A CN 1381585 A CN1381585 A CN 1381585A CN 01110778 CN01110778 CN 01110778 CN 01110778 A CN01110778 A CN 01110778A CN 1381585 A CN1381585 A CN 1381585A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- xylose
- reaction
- cells
- xylitol
- hansenula anomala
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 title claims abstract description 46
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 claims abstract description 99
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 38
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 33
- 239000000413 hydrolysate Substances 0.000 claims description 13
- 244000286779 Hansenula anomala Species 0.000 claims description 11
- 235000014683 Hansenula anomala Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 8
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 claims description 8
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 7
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 6
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 7
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims 1
- 125000000969 xylosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO1)* 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 16
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 11
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 5
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 4
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 3
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ACFIXJIJDZMPPO-NNYOXOHSSA-N NADPH Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 ACFIXJIJDZMPPO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- -1 carbon sugar alcohol Chemical class 0.000 description 2
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 230000010307 cell transformation Effects 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 2
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 2
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 235000011299 Brassica oleracea var botrytis Nutrition 0.000 description 1
- 240000003259 Brassica oleracea var. botrytis Species 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 208000025499 G6PD deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 description 1
- 244000235659 Rubus idaeus Species 0.000 description 1
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011436 cob Substances 0.000 description 1
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 208000008605 glucosephosphate dehydrogenase deficiency Diseases 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004108 pentose phosphate pathway Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
一种重复利用微生物细胞转化木糖或木质素、半纤维素水解物制备木糖醇的方法,木糖醇的产率最高达到0.84g/g木糖,反应液中木糖醇浓度最高达到178.77g/L。该方法工艺简单、成本低、产率高,可利用廉价原料生产木糖醇,对木糖醇的生产有实际意义。
Description
本发明属生物技术领域,具体地说是用异常汉逊酵母(Hansenulaanomala)细胞生物转化的方法将木糖转化制备木糖醇。
木糖醇是自然界存在的一种五碳糖醇。作为一种甜味剂,由于它不会导致龋齿,且具有较高的甜度,近年来它引起人们越来越多的注意。木糖醇的代谢无须胰岛素的调节,因此在临床上被用作糖尿病患者食物中的蔗糖的替代品。同时,它的代谢过程也无须6-磷酸葡萄糖脱氢酶的作用,因此它也是6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症患者理想的食用甜味剂。
在自然界中,木糖醇存在于许多水果和蔬菜中,如覆盆子、草霉、莴苣、花椰菜等,但由于含量很低,直接提取非常困难且较为昂贵。目前工业上都用木糖化学催化加氢生产木糖醇(Jaffe et al:US 3.787,408)。木糖则由玉米芯、木材、甘蔗渣或其它木聚糖含量较丰富的原料经水解得到,但这种方法也存在以下一些问题:
一、制氢、加氢设备较复杂,设备投资及操作费用均较大;
二、加氢前原料需经多步纯化,工艺复杂;
三、化学加氢催化剂无专一性,造成产品中杂醇多且不易分离,不但增加了后处理成本,而且产品质量难以提高。
由于化学加氢存在的这些问题,微生物发酵法引起了科学家的兴趣。生物化学反应的条件温和,专一性强,氢直接来自细胞中的辅酶。这些特点克服了化学加氢法分离纯化过程复杂、制氢与加氢设备昂贵等缺点。用纯木糖发酵可达到较高的水平,木糖转化率(消耗)达97.5-100%,木糖醇产率达0.46-0.7g/g(木糖),发酵180小时木糖醇浓度达200g/L(Meyrial,V etal:Biotechnol.Lett.13(4):281-286,1991),此外还克隆了木糖还原酶和木糖醇脱氢酶基因,并在啤酒酵母中得到表达(Hallborn,J.etal:Biotechnol.9:1090-1095,1991)。但是用纯木糖发酵因原料成本太高而难于产业化。
直接用含木聚糖的廉价原料如玉米芯、木材、甘蔗渣等的水解液进行发酵,可以大大降低成本,但由于这些水解液中含有抑制细胞生长的物质,因此发酵水平不高,发酵100小时木糖醇浓度仅为8-17g/L(Paraj,J.L.etal:Enzyme Microbial Technol.21:18-24,1997)。
微生物还原木糖生产木糖醇的原理是:
随着反应的进行,细胞内消耗的NADPH必需得到补充(再生),因此,下面的反应为: (进入磷酸戊糖途径)
NADPH的再生消耗了木糖醇,因此木糖醇对木糖的理论产率在实际采用的半厌氧条件下为0.87g/g(Maria F.S.Babosa et al:J.IndustrialMicrobiology,3:241-252,1988)。虽然生物法生产木糖醇的产率较低,但比化学法仍有其优越性。
目前生物法生产木糖醇存在的一个主要问题是有相当一部分成本被用于培养细胞,因此尽管对细胞的性状用现代生物技术作了许多改进(Apajalahti et al:WO 93/01299)但培养一批细胞只能生产一批木糖醇,成本仍难以大幅度降低。
本发明的目的在于克服现有技术的缺欠,提高木糖醇的产率,利用酵母细胞多次重复使用进行木糖转化,降低生产成本,使微生物转化生产木糖醇的规模生产成为可能性。实现本发明的具体方法是用一株保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏中心登记入册的编号为异常汉逊酵母(Hansenula anomala)突变株9922,CGMCCNo.0551。细胞培养后与培养基分离,用细胞转化木糖或木质素、半纤维素(玉米芯、甘蔗渣、秸杆、碎木等)水解物为木糖醇。将保存在斜面培养基(2%葡萄糖,1%酵母膏,1%蛋白胨,2%琼脂,自然pH)上的酵母菌接于液体培养基(葡萄糖和/或蔗糖和/或麦芽糖和或木糖0.1-5.0%,有机和/或无机氮源0.02-2.0%,pH4.0-6.5)中,在24-37℃振荡培养,培养时间可控制在8-96小时之间,以12-48小时为最佳,然后离心收集细胞。该细胞与含木糖溶液反应。木糖溶液中木糖浓度在1%-50%之间,以6%-35%最佳,木糖可以一次加入或流加;反应温度范围可以为18-58℃,以25-40℃最佳;反应时间可以控制在12-300小时之间,最佳反应时间为18-240小时;细胞可重复使用。反应液中木糖转化为木糖醇,木糖醇浓度最高可达200g/L,产率为0.5-0.8g/g。
本发明与现有技术比,有如下特点:
一、采用微生物转化法,将细胞培养与木糖醇转化分别进行,因此既可利用价格低廉的水解物作原料,又避免了发酵法中细胞生长受抑制的问题,分次转化液木糖醇浓度可达30-60g/L,流加木糖转化液木糖醇浓度可达160-180g/L,木糖醇对木糖产率0.5-0.8g/g,达到纯木糖发酵水平,而可比纯木糖发酵大大降低成本。
二、游离细胞可多次重复使用,在转化5-10次时细胞的仍保持约50%的活力,这样培养的游离细胞,既有固定化细胞可多次重复使用的长处,又避免了固定化带来的增加工艺过程、降低细胞活力等问题,从而进一步降低了成本。
三、本方法除细胞培养时需无菌操作,转化反应可在简单的设备和控制条件下进行。由于细胞可多次利用,细胞培养只占整个工艺的一小部分,因此本方法的设备与工艺均比现有技术简单。
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。
实施例:1
从麦牙汁斜面培养基上挑取一环菌体接于30ml液体种子培养基中,于30℃摇床上以200rpm培养20小时后,取3ml液体培养物转入60ml发酵培养基中,以同样条件培养菌体24小时。
取50ml发酵液以8000rpm离心10分钟收集菌体,所得菌体用于转化木糖制备木糖醇的反应。
实验中种子培养基与发酵培养基的组成如下:
种子培养基:葡萄糖和/或蔗糖和/或麦芽糖和或木糖0.1-4.0%,有机和/或无机氮源0.01-2.0%,pH4.5-6.5。
发酵培养基:葡萄糖和/或蔗糖和/或麦芽糖和或木糖0.1-5.0%,有机和/或无机氮源0.02-2.0%,pH4.0-6.5。
用10ml蒸馏水悬浮例1中所得菌体,并将其转入100ml三角瓶中。向瓶中加入0.8g木糖和0.05g葡萄糖与菌悬液混匀后在摇床上进行转化反应,反应温度为30℃,摇床转速为200rpm。反应22小时后停止,离心分离菌体与反应液,菌体用于重复转化反应。反应上清液取样后测定木糖和木糖醇的浓度并计算木糖醇产率及反应强度。
实施例:2
重复实施例1中的步骤进行菌体对木糖的反复转化,菌体对木糖反复转化十次,每次转化反应的结果如下表所示。
一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 | 七 | 八 | 九 | 十 | |
木糖醇浓度(g/L) | 44. | 40. | 41. | 39. | 38. | 41. | 42. | 43. | 40. | 34. |
木糖醇产率(g/g) | 10.5 | 70.5 | 00.5 | 60.5 | 50.5 | 80.5 | 10.5 | 80.5 | 40.5 | 10.4 |
反应强度(g/L.h) | 62.0 | 61.7 | 51.5 | 51.4 | 40.8 | 50.8 | 80.9 | 81.0 | 10.8 | 40.4 |
0 0 7 1 4 9 2 1 8 9
实施例:3
称取500g玉米芯,用开水洗静,再将其浸于2%硫酸溶液中至总体积为5000ml,加热至121℃(1大气压)水解2小时。压滤除去固形物得玉米芯水解液,其中D-木糖含量约为5%。
分别用阴、阳离子交换树脂及活性炭对水解液进行中和、除离子及脱色等提纯步骤,再将其减压浓缩至木糖浓度为8%,此水解液用作酵母细胞转化的原料。实施例:4
按照例1所述方法发酵制备转化反应所需酵母菌体,并将其与36ml例3中的水解液混合后转入250ml三角瓶中,置于摇床上进行转化反应,反应温度为30℃,摇床转速为220rpm。反应48小时后停止,离心分离菌体与反应液,菌体用于重复转化反应。反应上清液取样后测定木糖和木糖醇的浓度并计算木糖醇产率及反应强度。
重复上述步骤进行菌体对木糖的反复转化,菌体对木糖反复转化七次,每次转化反应的结果如下表所示。
实施例:5
一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 | 七 | |
木糖醇浓度(g/L) | 64.2 | 63.4 | 61.4 | 55.8 | 49.8 | 51.5 | 50.5 |
木糖醇产率(g/g) | 0.84 | 0.84 | 0.83 | 0.79 | 0.75 | 0.71 | 0.71 |
反应强度(g/L.h) | 1.34 | 1.32 | 1.28 | 1.16 | 0.94 | 0.72 | 0.53 |
称取1000g风干的甘蔗渣,用5000ml 2%硫酸溶液将其浸泡后,加热至121℃(1大气压)水解1.5小时。压滤除去固形物即得甘蔗渣水解液,其中D-木糖含量约为3%。
分别用阴、阳离子交换树脂及活性炭对水解液进行中和、除离子及脱色等纯化过程,再将其减压浓缩至木糖浓度为8%,此水解液用作酵母细胞转化的原料。
实施例:6
按照例1所述方法发酵制备转化反应所需酵母菌体,并将其与36ml例5中的水解液混合后转入250ml三角瓶中,置于摇床上进行转化反应,反应温度为30℃,摇床转速为200rpm。反应18小时后停止,离心分离菌体与反应液,菌体用于重复转化反应。反应上清液取样后测定木糖和木糖醇的浓度并计算木糖醇产率及反应强度。
重复上述步骤进行菌体对木糖的反复转化,菌体对木糖反复转化五次,每次转化反应的结果如下表所示。
实施例:7
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | |
木糖醇浓度(g/L) | 39.5 | 39.2 | 39.0 | 36.8 | 31.2 |
木糖醇产率(g/g) | 0.54 | 0.53 | 0.50 | 0.47 | 0.41 |
反应强度(g/L.h) | 1.41 | 1.32 | 1.15 | 0.91 | 0.52 |
按照例1所述方法发酵制备转化反应所需酵母菌体,将其与2.88g木糖和36ml水混合后转入250ml三角瓶中,置于摇床上进行转化反应,反应温度为30℃,摇床转速为220rpm。每隔24小时加1.35g木糖,共流加6次,反应于238小时结束。离心分离菌体与反应液,菌体用于第二批转化反应。反应上清液取样后测定木糖和木糖醇的浓度并计算木糖醇产率及反应强度。
重复上述步骤进行菌体对木糖的转化反应,每批转化反应的结果如下表所示。
第一批(六次) | 第二批(六次) | |
木糖醇浓度(g/L) | 178.77 | 169.07 |
木糖醇产率(g/g) | 0.56 | 0.56 |
反应强度(g/L.h) | 0.78 | 0.70 |
Claims (12)
1.一种木糖醇的制备方法,该方法包括先培养异常汉逊酵母(Hansenula anomala)细胞;培养后的酵母细胞与培养基分离得到游离细胞;利用该游离细胞转化含木糖的底物;含木糖底物一次性或经流加的方式与游离细胞混合进行反应制备木糖醇;将反应后的酵母细胞与反应液分离,细胞可重复多次与含木糖底物进行反应制备木糖醇。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于所用酵母菌为异常汉逊酵母(Hansenula anomala)突变株9922,CGMCC No.0551。
3.如权利要求1所述的先培养异常汉逊酵母(Hansenula anomala)突变株9922,CGMCC No.0551,其特征在于培养基的组分中含有木糖或木质素、半纤维素水解物;葡萄糖;酵母膏;蛋白胨。
4.如权利要求1所述的细胞培养过程,其特征在于:培养温度范围为24-37℃。
5.根据权利要求4所述的最适温度为28-32℃。
6.如权利要求1所述的细胞培养过程,其特征在于:培养时间为8-96小时。
7.根据权利要求6所述的最适培养时间范围为12-48小时。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于所用含木糖底物为木糖或木质素、半纤维素水解物包括玉米芯、甘蔗渣、秸杆、碎木等。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于:反应温度范围为22-45℃。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于:反应时间的范围为12-300小时。
11.如权利要求1所述的含木糖底物的流加过程,其特征在于:将固体木糖或浓缩后的含木糖底物分次加入反应体系,反应一次结束。
12.如权利要求1所述的重复反应过程,其特征在于:将从反应液中分离的细胞与含木糖底物混合后再次进行转化反应。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011107782A CN1133746C (zh) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011107782A CN1133746C (zh) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1381585A true CN1381585A (zh) | 2002-11-27 |
CN1133746C CN1133746C (zh) | 2004-01-07 |
Family
ID=4658834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB011107782A Expired - Fee Related CN1133746C (zh) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1133746C (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7598374B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-10-06 | Purdue Research Foundation | Processes for the production of xylitol |
CN101676399B (zh) * | 2008-09-17 | 2011-12-28 | 山东福田药业有限公司 | 生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法 |
CN102634463A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-15 | 中国科学院微生物研究所 | 一株产木糖醇的酵母菌及其应用 |
CN103184164A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 天津工业生物技术研究所 | 一株可同时生产d-阿拉伯糖醇和木糖醇的酵母菌及其应用 |
CN104830829A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-08-12 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种新型产糖醇酵母菌株基因组重排技术的构建及其应用 |
US10435721B2 (en) | 2016-12-21 | 2019-10-08 | Creatus Biosciences Inc. | Xylitol producing metschnikowia species |
-
2001
- 2001-04-20 CN CNB011107782A patent/CN1133746C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7598374B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-10-06 | Purdue Research Foundation | Processes for the production of xylitol |
CN101676399B (zh) * | 2008-09-17 | 2011-12-28 | 山东福田药业有限公司 | 生物转化玉米芯生产木糖醇的工艺方法 |
CN103184164A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 天津工业生物技术研究所 | 一株可同时生产d-阿拉伯糖醇和木糖醇的酵母菌及其应用 |
CN102634463A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-15 | 中国科学院微生物研究所 | 一株产木糖醇的酵母菌及其应用 |
CN102634463B (zh) * | 2012-03-23 | 2013-08-07 | 中国科学院微生物研究所 | 一株产木糖醇的酵母菌及其应用 |
CN104830829A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-08-12 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种新型产糖醇酵母菌株基因组重排技术的构建及其应用 |
CN104830829B (zh) * | 2015-02-11 | 2019-04-30 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种产糖醇酵母菌株基因组重排技术的构建及其应用 |
US10435721B2 (en) | 2016-12-21 | 2019-10-08 | Creatus Biosciences Inc. | Xylitol producing metschnikowia species |
US11473110B2 (en) | 2016-12-21 | 2022-10-18 | Creatus Biosciences Inc. | Xylitol producing Metschnikowia species |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1133746C (zh) | 2004-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8304219B2 (en) | Kluyveromyces strains metabolizing cellulosic and hemicellulosic materials | |
Belll et al. | Conversion of hydrolysates of corn cobs and hulls into ethanol by recombinant Escherichia coli B containing integrated genes for ethanol production | |
JP5337773B2 (ja) | ペントース含有基質からの乳酸の製造 | |
FR2671560A1 (fr) | Procede de saccharification et de fermentation simultanees pour la production d'ethanol utilisant la levure brettanomyces custersii (cbs 5512) fermentant le cellobiose. | |
WO1991010740A1 (en) | A process for the simultaneous production of xylitol and ethanol | |
Park et al. | Production of erythritol in fed-batch cultures of Trichosporon sp. | |
Baek et al. | Optimization of the pretreatment of rice straw hemicellulosic hydrolyzates for microbial production of xylitol | |
Roberto et al. | Influence of k L a on bioconversion of rice straw hemicellulose hydrolysate to xylitol | |
US8679803B2 (en) | Glucose conversion to ethanol via yeast cultures and bicarbonate ions | |
Carvalho et al. | Improvement in xylitol production from sugarcane bagasse hydrolysate achieved by the use of a repeated-batch immobilized cell system | |
CN1284564A (zh) | 用于生产d-阿拉伯糖醇、d-木酮糖和木糖醇的方法 | |
Jr et al. | Evaluation of sugar cane hemicellulose hydrolyzate for cultivation of yeasts and filamentous fungi | |
CN1381585A (zh) | 游离细胞重复利用多次转化制备木糖醇的方法 | |
US5998181A (en) | Fermentation process for preparing xylitol using Candida tropicalis | |
Tangnu | Process development for ethanol production based on enzymatic hydrolysis of cellulosic biomass | |
CN100390271C (zh) | 一种生产木糖醇的方法及其专用菌株 | |
US5686277A (en) | Fermentation process for preparing xylitol using mutant cells | |
US7083955B2 (en) | Preparation of lactic acid from a pentose-containing substrate | |
CN112746088B (zh) | 一种以木质纤维素为原料发酵联产木糖醇和燃料乙醇的方法 | |
Okur et al. | Ethanol production from sunflower seed hull hydrolysate by Pichia stipitis under uncontrolled pH conditions in a bioreactor | |
EP2890799B1 (en) | A selective microbial production of xylitol from biomass based sugar stream with enriched pentose component | |
El-Batal et al. | Xylitol production from corn cobs hemicellulosic hydrolysate by Candida tropicalis immobilized cells in hydrogel copolymer carrier | |
Cunha et al. | Yeast immobilization in LentiKats®: a new strategy for xylitol bioproduction from sugarcane bagasse | |
Carvalho et al. | Use of immobilized Candida cells on xylitol production from sugarcane bagasse | |
Soleimani et al. | Bio-production of a polyalcohol (xylitol) from lignocellulosic resources: A review |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040107 Termination date: 20130420 |