ACA微囊化酵母細(xì)胞利用酒糟水解液發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的研究.pdf

1、木糖醇(CH<,2>OH-CHOH-CHOH-CHOH-CH<,2>OH)是一種重要的功能性五碳糖醇。其甜度與蔗糖相當(dāng)，不致齲齒；在體內(nèi)代謝時(shí)不需要胰島素，能調(diào)整代謝異常，是糖尿病人的營(yíng)養(yǎng)劑和治療劑；有較強(qiáng)的抗酮體作用，可用以搶救酮體病人；熱穩(wěn)定性好，和氨基酸一起加熱不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以和氨基酸配制各種制劑作為營(yíng)養(yǎng)藥物等。所以被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、輕工業(yè)等領(lǐng)域<'[1][2]>。 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)木糖醇的工業(yè)化方法主要是高純度木糖催

2、化加氫還原法，此方法對(duì)木糖原料的純度要求高，催化加氫后催化劑的分離、回收較困難，木糖醇的產(chǎn)率底，成本高，并且鎳催化劑會(huì)污染環(huán)境<'[3]>。所以這就激勵(lì)著人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)能夠降低生產(chǎn)成本的新技術(shù)。 目前，利用微生物直接發(fā)酵半纖維素水解液生產(chǎn)木糖醇就成為了必然的趨勢(shì)。微生物法的工藝條件溫和，節(jié)省能耗，簡(jiǎn)化工藝，環(huán)境污染小，產(chǎn)品質(zhì)量也更加安全可靠<'[4]>，還不需要將木糖進(jìn)行純化，有望使下游加工成本降低。這是一種極具發(fā)展前景的生產(chǎn)木糖醇

3、的方法。然而，由于底物與產(chǎn)物的濃度限制，發(fā)酵周期長(zhǎng)，菌體利用率底，生產(chǎn)效率底等因素的存在，導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)木糖醇出現(xiàn)瓶頸。但這可以通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)陌l(fā)酵體系，操作模式和培養(yǎng)條件等進(jìn)行改良。 由于游離發(fā)酵、固定化發(fā)酵等傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵法存在著局限性，所以本文采用ACA(Chitosan-alginate)微囊化固定酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇。此法具有菌體密度高，反應(yīng)快，抗干擾能力強(qiáng)，可縮短發(fā)酵周期，提高轉(zhuǎn)化率，節(jié)省人力、物力以及產(chǎn)物分離

4、方便，菌體可重復(fù)連續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn)。另外有研究表明，產(chǎn)木糖醇性能較好的菌株主要集中在酵母菌中的假絲酵母屬<'[5]> (Candida)。 現(xiàn)在，本文主要進(jìn)行ACA微囊化酵母細(xì)胞利用酒糟水解液發(fā)酵木糖醇的研究。在搖瓶條件下，適宜的工藝條件為：初始木糖質(zhì)量濃度100g/L初始葡萄糖的添加量不超過(guò)4g/L，發(fā)酵液初始pH值6.0，限制性供氧，分段改變搖床轉(zhuǎn)速(0～24h為180r/min，24～48h為120 r/min)使菌株在培養(yǎng)