CN1403581A - 微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺 - Google Patents

微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以烟草(含烟梗、烟末)为原料,通过微生物发酵的方法生产香料苯乙醇的工艺。该工艺包括利用农业副产物烟草作为生物转化的前体物,添加适当的培养基、选用合适的菌种(如产朊假丝酵母、酿酒酵母、中国克鲁维酵母中的一种),在一定的发酵工艺条件下进行发酵培养,降解了烟草中的木质素、果胶和多酚类化合物,并转化成苯乙醇,然后用萃取或离子交换树脂吸附分离的方法予以提纯。所得到的苯乙醇具有纯正的天然香味,可用于食品中作为天然香料使用。整个生产工艺简便,具有广泛的工业化发展前景,为农业副产物烟草找到了一条绿色的应用途径。

Description

微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺
                          技术领域
本发明涉及生物工程与技术领域,特别是涉及一种以烟草为原料通过微生物发酵法生产香料的工艺。
                          背景技术
苯乙醇化学名称为2-苯基乙醇或β-苯基乙醇,为无色粘稠液体,微溶于水,能与乙醇和油混溶。苯乙醇是香料用芳香化合物中最重要和使用最为广泛的一种,因其具有柔和、愉快而持久的玫瑰香气,因而在橙花、风信子和丁香等多种花香型香精中大量使用。也可用于调配多种食用香精和烟用香精。苯乙醇存在于许多天然的精油中,目前主要是通过有机合成或从天然物中萃取获得产品。
美国专利5919991(1999年)公开了一种发酵法生产苯乙醇的方法,由于该法中的苯乙醇是以苯丙氨酸为原料通过发酵来制取的,因而成本比较高,但仍不失为一种生产苯乙醇的方法。为此产业部门希望科技人员开发一种以廉价的天然原料为起点,通过微生物发酵直接生产苯乙醇的方法,可大大降低成本,以满足香料工业的需求。
                          发明内容
本发明的目的在于提供一种以天然原料,如农副产品烟草作为生物转化的前体物,通过发酵来生产香料苯乙醇的工艺,不仅为农副产品烟草的深加工开辟了一条工业途径,而且为香料工业找到一种可靠的资源。
本发明的构思是这样的:
发明人根据自己的实践和工作经验,以农副产品烟草为原料经微生物发酵生产香料,为烟草找到一条绿色的发展途径。目前烟草主要用于生产香烟,而吸烟有害健康,但长期以来人们所形成的嗜好一时尚不能摆脱,需要一个较长的过渡时期,特别是在烟草尚未找到新的应用途径之前,将直接影响烟农的经济利益。在过渡时期,烟草工业有相当多的残次料—烟梗、烟末,亦可以作为原料,通过微生物发酵来生产香料。总之,本发明拟通过优选发酵菌种和发酵工艺条件以农副产品烟草为原料来制取苯乙醇,然后经萃取或离子交换树脂吸附来提取和浓缩生产香料苯乙醇,从而为烟草工业的发展找到了一条绿色的途径。
本发明亦是这样实现的:
发明人通过大量的试验,发现如下微生物对烟草具有良好的发酵效果,可以将烟草中的木质素、果胶和多酚类化合物降解、并转化成苯乙醇等香料,所说的微生物可以是产朊假丝酵母(Candida units Lodder et Kueger)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、中国克鲁维酵母(Kluyveromyce sinensis)中的一种,但以酿酒酵母为佳。
具体菌种来源如下:
产朊假丝酵母(Candida units Lodder et Kueger)
1.东北科学研究所大连分所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,
  保藏号为CGMCC,No2.120;
2.中科院微生物所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号为
  CGMCC,No2.1180;
3.日本京都大学发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号为
  CGMCC,No2.1495。
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)
1.中科院上海植生所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号
  为CGMCC,No2.502;
2.中科院微生物所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号为
  CGMCC,No2.742;
3.中科院微生物所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号为
  CGMCC,No2.1419。
中国克鲁维酵母(Kluyveromyce sinensis)
1.中科院微生物所发现,中国微生物菌种保藏管理委员会保藏,保藏号为
  CGMCC,No2.1535。
具体的发酵工艺和产品的提取方法描述如下:
1、发酵工艺
种子培养:利用上述菌种中的任一种,采用常规的酵母液体好氧发酵法培养,即以糖类物资为碳源(所说的糖类物质可以是葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、麦芽糖、淀粉中的一种或一种以上),以蛋白胨、酪蛋白或酵母膏为氮源,并加入适量的无机盐和微量元素,用去离子水调配成溶液作为种子培养基,经培养得到液体酵母菌种,待用。由于酵母菌种的培养过程系常规的方法,故叙述从简。
烟草的发酵培养工艺:
发酵培养基的组成:以粉碎的烟草为原料(包含目前烟草工业留下的残次料烟梗和烟末),由于烟草本身是一个良好的氮源,同时还含有5~20%的淀粉和还原糖,所以烟草亦是一个良好的碳源,再添加适量的糖类物质以及适量的无机盐与微量元素和去离子水,置于发酵罐中,组成一个培养基浆液,先用草酸或草酸盐调节浆液的PH=7.0,然后将浆液在15psig、116~121℃下,灭菌15~20分钟,冷却至≤30℃后再将上述的液体酵母菌种接入到已灭菌的发酵培养基中,接种量为5%~10%(V/V),在30℃有氧条件下搅拌发酵24~72小时,其中无菌空气的通入量为每升培养基浆液1.0~1.5L/min,发酵结束后或发酵过程中取样,用气相色谱—质谱联用仪(简称GC-MS仪)检测发酵液中苯乙醇的含量,来评定发酵过程的技术效果。
其中所说的粉碎的烟草是将烟草粉碎至20~40筛孔,加入量50~60g/L;所说的适量的糖类物质是葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、麦芽糖、淀粉中的一种或一种以上,加入量为20~30g/L;所说的无机盐包括FeSO4、MgSO4、KCl、CaCl2、KH2PO4诸种化合物,加入量分别为0.1~0.5g/L;其余为去离子水;所说微量元素则随无机盐和烟草的加入而带入,不必另外补加。
发酵培养基中加入糖类碳源的目的是为了促进酵母菌在接种后迅速扩增,用稀释平板法测定每毫升培养基浆液中酵母菌至少达2.0×108个,之后酵母菌就利用烟草中的碳源和氮源进行生长,即通过酵母菌的发酵培养,降解了烟草中的木质素、果胶和多酚类化合物,并转化成苯乙醇等物质,从而获得富含有苯乙醇的发酵液。
烟草的发酵工艺是发酵法生产苯乙醇的核心,经大量实验后,本发明优先推荐如下发酵工艺:
培养基组成:粉碎烟草50g/L;葡萄糖20g/L;无机盐:FeSO40.5g/L,MgSO40.5g/L,KCl 0.1g/L,CaCl2 0.1g/L,KH2PO4 0.125g/L;其余为去离子水,置于发酵罐中,在搅拌下构成均一的培养基浆液。用草酸调节培养基浆液PH=7.0,然后在15psig、121℃下灭菌15分钟得到无菌培养基浆液待用。
将上述灭菌后的培养基浆液冷却至≤30℃后,接入液体酵母菌种,接种量为10%(V/V),在30℃有氧条件下发酵48小时,其中无菌空气通入量为每升培养基浆液1.5L/min,搅拌转速为80~150r/min。所用的酵母菌可以是产朊假丝酵母、酿酒酵母、中国克鲁维酵母中的任一种,但以酿酒酵母为佳。发酵结束后取样用GC-MS仪检测发酵液中苯乙醇的含量可达50ml/L以上。
2、发酵液的予处理
将上述所得含有苯乙醇的发酵液先用草酸调节PH=5~6.5,然后加入少量的助滤剂,搅拌混匀后放罐过滤除去固体杂质(包括菌丝体和其它不溶物),得到发酵上清液和滤饼。其中所说的助滤剂是粉状的硅藻土、珠光石、碳酸钙或纸浆中的一种,其加入量为0.5~2%(重量百分比)。用草酸调节发酵液的PH=5~6.5的目的在于防止酵母菌丝体在碱性或中性条件下的自溶以及促使蛋白类物质的沉淀,以保持发酵液的品质。加入助滤剂的目的在于提高发酵液的过滤特性,使它可以方便地通过一般的真空过滤器进行过滤,避免使用高速离心过滤,有利于工业化推广应用。
3、所得滤饼的处理
由于发酵液过滤所得滤饼中往往夹带有10%左右发酵产物,其处理方法有二。其一用溶剂浸取回收滤饼中夹带的苯乙醇,所得回收液供下一步作萃取剂使用,所说的溶剂是正己烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、石油醚中的一种,它们亦是从发酵上清液中萃取苯乙醇的萃取剂,其用量与发酵上清液量相当,即溶剂/发酵上清液=1(体积比),由于溶剂的用量相对滤饼来说是大量的,因此滤饼中的苯乙醇的回收率可高达98%以上;其二用95%工业酒精或甲醇作洗涤剂,以洗涤回收滤饼中的苯乙醇,洗涤剂用量0.5~1.0L/kg滤饼,所得洗涤液与发酵上清液合并后供下步处理,苯乙醇洗涤回收率可达85%左右。
4、从发酵上清液中提取苯乙醇
从发酵上清液中提取苯乙醇的方法有二。其一,用液—液萃取法提取苯乙醇,萃取时的工艺条件为:以萃取剂为有机相(即上述滤饼浸取时所用的溶剂,其中含有回收的苯乙醇),发酵上清液为水相,有机相/水相=1(体积比),萃取温度5~40℃,水相的PH=5~6.5,盐析剂的浓度为0.5~2%(重量百分比),一级萃取率达95%左右,将萃取分离所得的负载有机相(萃取液)经减压蒸馏,得苯乙醇产品。其中所说得萃取剂是正己烷,环己烷,氯仿,四氯化碳,苯,甲苯,二甲苯,石油醚中的一种,所说的盐析剂是氯化钠,氯化钾,硫酸铵中的一种,但以硫酸铵为佳,因使用硫酸铵时不仅可以用量较少,而且萃余液还可以作为肥料加以利用,萃取液在减压蒸馏获得苯乙醇产品的同时,可回收溶剂,供循环使用。其二,用离子交换树脂吸附法提取苯乙醇,其工艺条件包括,首先将发酵上清液(包括合并入的洗涤液)减压蒸发浓缩至1/20~1/30(体积比),得到发酵浓缩液,然后将发酵浓缩液注入经活化处理(系常规方法处理故叙述从略)的离子交换树脂柱中(进行选择性吸附分离),先用去离子水洗脱,洗脱液连上核酸蛋白检测仪(280nm)和分部收集器,洗脱至无峰为止,再用70%醇溶液洗脱,直至无峰为至,洗脱液的流速为5~10ml/min。收集去离子水洗脱所得的洗脱液用气相色谱—质谱联用仪(简称GC-MS仪下同)检测分析,其中不含苯乙醇,而用70%醇溶液洗脱所得的洗脱液出现一个唯一的分离强峰,经GC-MS仪检测其主要成分为苯乙醇。可见用离子交换树脂吸附分离纯化苯乙醇亦是一个良好可行的方法。最后将用70%醇溶液洗脱的洗脱液集中后,经减压蒸馏得到苯乙醇产品。所说的离子交换树脂经优选本发明推荐以牌号JK-108为佳,所说的70%醇溶液是指70%的乙醇或70%的甲醇溶液。
                       具体实施方式
下面结合实施例进一步阐明本发明的内容
                         实施例1
采用产朊假丝酵母进行烟草的液体有氧发酵,具体发酵工艺如下:
种子培养:
种子培养基的组成为蛋白胨2%(重量百分比,下同),酵母膏1%,葡萄糖2%,无机盐:FeSO4、KH2PO4、KCl、MgSO4、CaCl2均为0.1%,置于200毫升的培养瓶中,用蒸馏水补加至100毫升,用草酸或草酸盐调节溶液的PH=6.0,灭菌后(冷却至室温)加入产朊假丝酵母菌株,按常规方法进行种子培养,获得液体产朊假丝酵母菌种(简称液体酵母菌种),待用。
烟草的摇瓶发酵:
摇瓶发酵的培养基配方如下:取粉碎至20-40筛孔烟草(或者是烟梗,烟末)50g/L,葡萄糖(或者是其它糖类物质中的任一种)20g/L,无机盐:FeSO4 0.5g/L、KH2PO4 0.125g/L、KCl 0.1g/L、MgSO4 0.5g/L、CaCl2 0.1g/L,置于2L的发酵瓶中,用去离子水补加至1L,用草酸或草酸盐调PH=7.0,构成一培养基浆液,然后将此培养基在15psig、116~121℃下灭菌15分钟左右,冷却至≤30℃,接入液体酵母菌种,接种量为5~10%(V/V),发酵温度为30℃,转速为220r/min,发酵时间为24-72小时,发酵结束后,取样用GC-MS仪测定发酵液中苯乙醇的含量,结果如表1所示。其中所说的草酸盐是草酸钠或草酸钾,所说发酵温度30℃系酵母菌最适宜的生长温度,已为实践所证明。
由表1可见,优选的发酵条件为:
接种量以10%(V/V)为佳,发酵温度为30℃,发酵时间以48小时为宜(增加发酵时间可以少量增加目标产物的含量,但部分酵母菌丝体的自溶使发酵液品质变差,不利于后续分离,权衡利弊得失还是以48小时为宜),此时发酵液中苯乙醇的含量可达44ml/L。
                           实施例2
除了采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),为菌种外。其余工艺条件均同实施例1。发酵结束后,取样用GC-MS仪测定发酵液中苯乙醇的含量,结果如表2所示。
由表2同样可见:优选的发酵条件为:
接种量以10%(V/V)为佳,发酵温度为30℃,发酵时间以48小时为宜,此时发酵液中苯乙醇的含量可达50ml/L。
                           实施例3
除了采用中国克鲁维酵母作菌种外,其余工艺条件均同实施例1。
发酵结束后,取样用GC-MS仪测定发酵液中苯乙醇的含量,结果如表3所示。
由表3可见,适宜的发酵条件为:
接种量的10%(V/V)为佳,发酵温度为30℃,发酵时间以48小时为宜,此时发酵液中苯乙醇的含量可达46ml/L。
由实施例1~3可见:在同样的条件下,采用酿酒酵母作菌种时,可获得更好的技术效果。为此下面就以酿酒酵母为菌种进行放大试验以进一步阐明本发明的内容。
                          实施例4
放大试验:在一5L的发酵罐中,以酿酒酵母为菌种,其种子的培养方法,发酵培养的配比,以及发酵培养基浆液的灭菌条件等均同实施例1,放罐体积为3L,发酵条件为:接种是10%(V/V),发酵温度30℃,无菌空气的流量为3~4.5L/min,搅拌转速为150r/min,发酵时间为48小时,发酵结束后,取样用GC-MS仪检测发酵液中苯乙醇的含量为50ml/L,用草酸调节发酵液的PH=5~6.5,同时加入助滤剂0.5~2.0%(重量百分比),即15~60g,所说的助滤剂是粉状的硅藻土、珠光石、碳酸钙或纸浆中的一种,搅拌混匀后,放罐过滤,可得发酵上清液和滤饼两部分,其中发酵上清液为3L,苯乙醇的单位含量为45ml/L,总量为135ml。滤饼中夹带苯乙醇的含量为15ml。当用萃取法提取苯乙醇时,滤饼用3L有机溶剂浸取,回收其中所夹带的苯乙醇,回收率为98%以上,经再次过滤后得到3L浸出液a(含苯乙醇的有机溶剂),待用。所说有机溶剂是正己烷或环己烷。
发酵上清液用萃取法提取苯乙醇,其萃取工艺条件为:
萃取剂(即上面所述的有机溶剂浸出液a)简称有机相O,发酵上清液简称水相A,(下同)。有机相O/水相A=1(体积比),萃取温度25~30℃,水相中的PH=6.5,盐析剂的浓度为2%(重量百分比),所说盐析剂为氯化钠或氯化钾,一级萃取率为95%,萃取相(即负载的有机相)中苯乙醇的单位含量为47.7ml/L,总量为143.1ml,通过减压分馏后,可得苯乙醇产品135ml,总回收率可达90%(以发酵液中苯乙醇总含量为基准时)。有机相经回收后循环使用。
                            实施例5
按照实施4相同的条件进行,获得发酵上清液和滤饼。其中发酵清液中苯乙醇的含量同样为45ml/L,总量为135ml;滤饼中苯乙醇夹带量为16ml。滤饼用3L四氯化碳(或氯仿)浸取回收苯乙醇,回收率为95%,经过滤得到3L浸出液b,其中苯乙醇总含量为15.2ml,所得浸出液b供下面作萃取剂使用。
用萃取法从发酵上清液提纯苯乙醇,其萃取时的工艺条件为:
萃取剂(有机相)为上面所述的浸出液b,有机相/水相=1(体积比),萃取温度40℃,水相中的PH=5.0,盐析剂硫酸铵的浓度为0.5%(重量百分比),经一级萃取,萃取率为94%,有机相中苯乙醇的单位含量为47.3ml/L,总量为142ml,经减压分馏后可得苯乙醇132ml,总回收率可达88%(以发酵液中苯乙醇总含量为基准),回收后的有机相供循环使用。
                           实施例6
按实施例4相同的条件进行,获得发酵上清液和滤饼。其中发酵上清液体积为3L,苯乙醇的单位含量为45.2ml/L,总量为135.6ml,滤饼中苯乙醇的含量为13.4ml,滤饼用3L二甲苯(或苯,甲苯)浸取回收苯乙醇,回收率可达96%,经过滤得3L浸出液c,其中苯乙醇的总含量为12.9ml,所得浸出液c供下面作萃取剂使用。
萃取法从发酵上清液中提纯苯乙醇,其萃取时的工艺条件为:
萃取剂(有机相)为上面所述的浸出液c,相比:有机相/水相=1(体积比),萃取温度15℃,水相中的PH=6.0,盐析剂硫酸铵的浓度为1%(重量百分比),经一级萃取,萃取率为96%,有机相中苯乙醇的单位含量为47.7ml/L,总含量为143ml。经减压分馏后,可得苯乙醇134ml,总回收率可达89.3%(以发酵液中苯乙醇总含量为基准),回收的溶剂供循环使用。
                          实施例7
按实施例4相同的工艺进行发酵,获得发酵上清液和滤液,其中发酵上清液体积为3L,苯乙醇的单位含量为44.8ml/L,总含量为134.4ml;滤饼中苯乙醇含量为15.6ml。
滤饼用石油醚浸取回收其中夹带的苯乙醇,回收率为98%,经过滤得3L浸出液d,其中苯乙醇的总含量为15.3ml,所得浸出液d供下面作萃取剂使用。
用萃取法从发酵上清液中提纯苯乙醇,其萃取时的工艺条件为:
萃取剂(有机相)为上述所说的浸出液d,相比:有机相/水相=1(体积比),萃取温度5℃,水相中的PH=5.5,盐析剂硫酸铵的浓度为1.5%(重量百分比),经一级萃取,萃取率为95%,有机相中苯乙醇单位含量为47.7ml/L,总含量为143ml,经减压分馏后,可得苯乙醇产品135ml,总回收率达90%(以发酵液中苯乙醇的总含量为基准)。回收的石油醚供循环使用。
                          实施例8
按实施例4相同的条件进行发酵,获得发酵上清液和滤饼,其中发酵上清液的体积为3L,苯乙醇的总含量为135ml,滤饼中苯乙醇总含量为15ml。滤饼用95%工业酒精或甲醇0.3L洗涤回收其中夹带的苯乙醇,回收率可达85%以上,即洗涤液中含有12.8ml以上的苯乙醇。将所得0.3L洗涤液与发酵上清液合并后减压蒸发浓缩(见下述)。
采用离子交换树脂吸附法处理发酵液上清液:
先将JK.108离子交换树脂装入一根Φ3cm×50cm的层析柱中,按常规的方法处理活化后待用;然后将发酵上清液(含合并入的洗涤液)减压蒸馏浓缩至1/30,即将3.3L发酵上清液和洗涤液浓缩得到发酵浓缩液110ml,注入前述的层析柱中,实现吸附分离过程:先用去离子水洗脱,洗脱液连上核酸蛋白检测仪(280nm)和分部收集器,洗脱至无峰时,再用70%乙醇(或70%甲醇)溶液洗脱,洗脱至无峰为止。用去离子水洗脱所得洗脱液,用GC-MS仪检测,其中不含有苯乙醇;用70%乙醇(或70%甲醇)洗脱所得的洗脱液有一个唯一的分离强峰,用GC-MS仪检测,其成分为苯乙醇,将收集的70%乙醇(或70%甲醇)洗脱液经减压蒸馏后,可得苯乙醇产品130ml,总收率为88%(以发酵液中苯乙醇总含量为基准)。
总之,由实施例4~8可见:不管是萃取法,还是离子交换树脂吸附法,都是从发酵液中分离纯化苯乙醇的良好方法,可满足工业化生产的需要。
                 表1菌种为产朊假丝酵母时的发酵结果
  序号   接种量(V/V)    发酵温度     发酵时间 苯乙醇含量(ml/L)
    1 5% 30℃     24     18
    2     48     25
    3     72     28
    4 8% 30℃     24     30
    5     48     36
    6     72     39
    7 10% 30℃     24     38
    8     48     44
    9     72     46*
*增加发酵时间,可以提高目标产物的含量,但在PH=7的条件下长时间发酵不可避免地发生少量酵母菌丝体的自溶,影响发酵液的品质,增强后续处理的困难,因此综合评价发酵效果后,推荐发酵时间以48小时为宜。
                         表2菌种为酿酒酵母时的发酵结果
  序号   接种量(V/V)     发酵温度     发酵时间 苯乙醇含量(ml/L)
    1 5% 30℃     24     20
    2     48     30
    3     72     33
    4 8% 30℃     24     32
    5     48     40
    6     72     42
    7 10% 30℃     24     40
    8     48     50
    9     72     51
                  表3菌种为中国克鲁维酵母时的发酵结果
  序号   接种量(V/V)    发酵温度     发酵时间 苯乙醇含量(ml/L)
    1 5% 30℃     24     19
    2     48     26
    3     72     30
    4 8% 30℃     24     31
    5     48     38
    6     72     43
    7 10% 30℃     24     39
    8     48     46
    9     72     48

Claims (6)

1、一种微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于所说的工艺主要包括如下步骤:
(1)以粉碎的烟草为原料,以酵母为菌种,添加适量的其它培养基,在30℃下进行液体有氧发酵,使烟草中的木质素、果胶和多酚类化合物降解,转化成苯乙醇,获得含苯乙醇的发酵液;
(2)将上述发酵液先进行酸化处理,用草酸调节发酵液的PH=5~6.5,然后在搅拌下加入0.5~2.0%(重量百分比)的助滤剂,混匀后放罐过滤,得到发酵上清液和滤饼;
(3)当用萃取法从发酵上清液中提取苯乙醇时,上述滤饼用溶剂浸取回收滤饼中夹带的苯乙醇,所得回收液供下一步作萃取剂使用;当用离子交换树脂吸附法从发酵浓缩液中分离苯乙醇时,上述滤饼用95%的工业酒精或甲醇进行洗涤回收滤饼中夹带的苯乙醇,所得洗涤液与发酵上清液合并进行后续的减压蒸发浓缩处理;
(4)将上述所得发酵上清液用溶剂萃取法提取苯乙醇,得到萃取液;或者将发酵上清液(包含并入的洗涤液)先进行减压蒸发浓缩,得到发酵浓缩液,然后用离子交换树脂吸附法洗脱分离苯乙醇,得到洗脱液,将所得的萃取液或洗脱液分别进行减压蒸发,得到苯乙醇产品;
其中步骤(1)为发酵法生产苯乙醇工艺的核心,所说的粉碎的烟草(包括烟草工业的残次料烟梗、烟末)是指将烟草粉碎粒度20~40筛孔,其加入量为50~60g/L;所说的酵母是产朊假丝酵母、酿酒酵母、中国克鲁维酵母中的一种,其种子的培养过程按常规液体好氧法培养得到液体酵母菌种;所说适当的其他培养基是指加入糖类物质、无机盐和微量元素以及去离子水,所说的糖类物质是葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、麦芽糖、淀粉中的一种,加入量为20~30g/L,所说的无机盐包括FeSO4、MgSO4、KCl、CaCl2、KH2PO4诸类化合物,加入量分别为0.1~0.5g/L,其余为去离子水,置于发酵罐中,搅拌混匀成—培养基浆液;将培养基浆液先用草酸或草酸盐调节其PH=7.0,然后在15psig、116~121℃下灭菌15~20分钟,冷却至≤30℃后,接入液体酵母菌种,接种量为5%~10%(V/V),在30℃有氧条件下搅拌发酵24~72小时,发酵结束后取样用GC-MS仪检测发酵液中苯乙醇的含量,其中所说的草酸盐是草酸钠或草酸钾,所说的有氧条件是指通入无菌空气,通入量为每升培养基浆液1.0~1.5L/min。
2、如权力要求书1所述的微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于:其中步骤(1)的所说的发酵工艺条件为:培养基组成宜为含粉碎烟草50g/L、葡萄糖20g/L、无机盐包括FeSO40.5g/L、MgSO40.5g/L、KCl 0.1g/L、CaCl20.1g/L、KH2PO40.125g/L,其余为去离子水,置于发酵罐中,在搅拌下构成均一的培养基浆液,用草酸调节培养基浆液的PH=7.0,然后在15psig、121℃下灭菌15分钟得到无菌培养基浆液,冷却至≤30℃后接入液体酵母菌种,接种量为10%(V/V),在30℃有氧条件下发酵48小时,其中无菌空气通入量为每升培养基1.5L/min,搅拌转速为80~150r/min,所用的酵母菌是酿酒酵母,发酵结束后取样用GC-MS仪检测发酵液中苯乙醇的含量达50ml/L以上。
3、如权利要求1所述的微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于其中步骤(2)所说的助滤剂是粉状的硅藻土、珠光石、碳酸钙或纸浆中的一种。
4、如权利要求1所述的微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于其步骤(3)所说的浸取时的溶剂是正己烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、石油醚中的一种,其用量与发酵上清液等体积;所说洗涤剂95%工业酒精或甲醇的用量为0.5~1.0L/kg滤饼。
5、如权利要求1所述的微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于其中步骤(4)所说的溶剂萃取法从发酵上清液中提取苯乙醇的工艺条件:有机相/水相=1(体积比),萃取温度5~40℃,水相中的PH=5~6.5,盐析剂的浓度为0.5~2.0%(重量的比),一级萃取率达95%左右,然后将萃取分离所得的萃取液经减压蒸溜得苯乙醇产品;其中所说的溶剂(萃取剂)为步骤(3)的浸取回收液,是正己烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、石油醚中的一种,所说的盐析剂是硫酸铵、硫化钠、氯化钾中的一种,以硫酸铵为佳。
6、如权利要求1所述的微生物发酵法生产香料苯乙醇的工艺,其特征在于其中步骤(4)所说的离子交换树脂吸附法洗脱分离苯乙醇的工艺包括:首先将发酵上清液(含合并入的洗涤液)减压蒸发至1/20~1/30(体积比),得到发酵浓缩液,然后将发酵浓缩液注入经活化处理的离子交换树脂柱中,进行选择性吸附分离,之后先用去离子水洗脱,洗脱液连上核酸蛋白检测仪(280nm)和分部收集器,洗脱至无峰为止,再用70%乙醇或70%甲醇溶液洗脱,洗脱至无峰时为至,洗脱液的流速为5~10ml/min;收集用去离子水洗脱所得洗脱液用GC-MS仪检测分析,其中不含苯乙醇,而用70%乙醇或70%甲醇溶液洗脱所得洗脱液,出现一个唯一的分离强峰,经GC-MS仪检测,其成分为苯乙醇;将收集的用70%乙醇或70%甲醇洗脱的洗脱液集中后,经减压蒸溜得到苯乙醇产品;其中所说的离子交换树脂以牌号JK-108为佳。
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