本发明涉及低聚果糖领域，尤其是一种海枣曲霉及利用海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法。
背景技术：
：低聚果糖是一种天然活性物质。甜度为蔗糖的0.3-0.6倍。既保持了蔗糖的纯正甜味性质，又比蔗糖甜味清爽，被誉为继抗生素时代后最具潜力的新一代添加剂——促生物质。低聚果糖除具有一般功能性低聚糖的物理化学性质外，最引人注目的生理特性是它能明显改善肠道内微生物种群比例，它是肠内双歧杆菌的活化增殖因子，可减少和抑制肠内腐败物质的产生，抑制有害细菌的生长，调节肠道内平衡；能促进微量元素铁、钙的吸收与利用，以防止骨质疏松症；可减少肝脏毒素，能在肠中生成抗癌的有机酸，有显著的防癌功能；且口味纯正香甜可口，具有类似脂肪的香味和爽口的滑腻感。近几年低聚果糖的产品风靡日、欧、美等保健品市场。现有的商品化低聚果糖产品中，低聚果糖均以菊芋或菊苣为原料制成。以菊芋或菊苣为原料酶水解菊粉制取低聚果糖，菊粉用内切型菊粉酶水解可得到聚合度为2-8的低聚果糖，具有良好水溶性，除含蔗果低聚糖外，一般还会混杂少量不带末端葡萄糖残基的果聚糖，其必然会对低聚果糖的生理功效、营养价值以及应用等方面大大折扣，因而高纯度低聚果糖的制备越来越受到人们的关注。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的是提供一种海枣曲霉及利用海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法，以菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40为生产菌株制得的低聚果糖具有高的收率和纯度。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海枣曲霉菌株，是从中国广西地区甘蔗地土样中分离得到的，命名为海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，菌种保藏号为cgmccno.18113。本发明还提供了一种利用上述海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法，包括以下步骤：1)将蔗糖加水配制成质量浓度为30～35wt％的蔗糖溶液；将上述菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在25～35℃下恒温震荡培养36～48h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为25～35℃下，培养48～60h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入含果糖基转移酶发酵液中，在25～35℃下反应20～30h，得到低聚果糖粗液；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；6)将步骤5)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。优选地，发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的5～10％。优选地，每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨5～10、nacl3～6、mgso40.4～0.6、琼脂10～20、k2hpo40.5～1.5和阿尔法淀粉15～25。优选地，每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2～3、蛋白胨8～12、nacl4～6和琼脂15～20。优选地，蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：(0.12～0.15)。优选地，步骤3)中，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为(0.01～0.02):1。优选地，步骤4)中，纳滤膜为dl25040c1077、dl4040f1020、dl8040c1002中的一种。优选地，步骤5)中，离子交换树脂为d303或d301。本发明提供的一种海枣曲霉及利用海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法，该新菌株命名为海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，菌种保藏号为cgmccno.18113；本发明以蔗糖为原料，通过加入海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在发酵过程中能够分泌果糖基转移酶，蔗糖可在果糖基转移酶的作用下生成低聚果糖；低聚果糖粗液再通过脱色处理，纳滤膜、离子交换树脂等步骤得到高纯度低聚果糖。本发明步骤简单，操作方便，过程易于控制，方便规模化工业生产。实验结果表明，低聚果糖的收率可达84.03％，纯度在96.89％以上；同样发酵条件下，没有添加米曲霉(aspergillusoryzae)mz40的发酵液，不会产生低聚果糖。具体实施方式一种海枣曲霉菌株，是从中国广西地区甘蔗地土样中分离得到的，命名为海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，菌种保藏号为cgmccno.18113，保藏时间为2019年7月25日，保藏单位为：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在发酵过程中能够分泌果糖基转移酶，蔗糖可在果糖基转移酶的作用下生成低聚果糖。本发明提供的一种利用海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法，包括以下步骤：1)将蔗糖加水配制成质量浓度为30～35wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在25～35℃下恒温震荡培养36～48h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为25～35℃下，培养48～60h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入含果糖基转移酶发酵液中，在25～35℃下反应20～30h，得到低聚果糖粗液；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；6)将步骤5)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。将蔗糖加水配制成质量浓度为30～35wt％的蔗糖溶液；上述浓度范围的蔗糖溶液易于后续酶解制备低聚果糖。将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在25～35℃下恒温震荡培养36～48h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为25～35℃下，培养48～60h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；上述中，海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40能够在发酵过程分泌果糖基转移酶；通过将发酵液超声粉碎可以将菌丝体破壁，使得果糖基转移酶溶出，提高含果糖基转移酶发酵液中果糖基转移酶的含量。在本发明的实施例中，发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的5～10％。每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨5～10、nacl3～6、mgso40.4～0.6、琼脂10～20、k2hpo40.5～1.5和阿尔法淀粉15～25。每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2～3、蛋白胨8～12、nacl4～6和琼脂15～20向蔗糖溶液中加入含果糖基转移酶发酵液中，在25～35℃下反应20～30h，得到低聚果糖粗液；上述步骤中，蔗糖能够在含果糖基转移酶发酵液中酶解生成低聚果糖；需要说明的是，含果糖基转移酶发酵液中含有果糖基转移酶，蔗糖能够在果糖基转移酶的作用下，生成低聚果糖；并且由于果糖基转移酶发酵液中含有能够分泌果糖基转移酶的菌种，该菌种的存在能够提高低聚果糖的收率和纯度。将低聚果糖粗液进行脱色处理，将脱色后的溶液离心得到过滤液；在本发明的实施例中，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为(0.01～0.02):1。上述中，脱色溶液离心具有除去脱色剂及其他杂质的作用。将过滤液通入纳滤膜进行纯化，得到纯化液；在本发明的实施例中，纳滤膜为dl25040c1077、dl4040f1020、dl8040c1002中的一种；在优选的实施例中，纳滤膜的截留分子量为200～400da。上述通过将过滤液采用纳滤膜进行纯化，可有效提高低聚果糖的纯度。将纯化液通入离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；在本发明的实施例中，离子交换树脂为d03、d303或d301。将低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。本发明以蔗糖为原料，通过加入海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在发酵过程中能够分泌果糖基转移酶，蔗糖可在果糖基转移酶的作用下生成低聚果糖；低聚果糖粗液再通过脱色处理，纳滤膜、离子交换树脂等步骤得到高纯度低聚果糖。本发明步骤简单，操作方便，过程易于控制，方便规模化工业生产。实验结果表明，低聚果糖的收率可达84.03％，纯度在96.89％以上；同样发酵条件下，没有添加米曲霉(aspergillusoryzae)mz40的发酵液，不会产生低聚果糖。为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种海枣曲霉及利用海枣曲霉发酵生产高纯度低聚果糖的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例中海枣曲霉菌株，是从中国广西地区甘蔗地土样中分离得到的，命名为海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，菌种保藏号为cgmccno.18113，保藏时间为2019年7月25日，保藏单位为：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。实施例11)将蔗糖加水配制成质量浓度为30wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在25℃下恒温震荡培养36h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为25℃下，培养48h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨5、nacl3、mgso40.4、琼脂10、k2hpo40.5和阿尔法淀粉15；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2.5、蛋白胨8、nacl4和琼脂18；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的8％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的含果糖基转移酶发酵液中，在25℃下反应20h，得到低聚果糖粗液；蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：0.12；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.01:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入型号为dl25040c1077的纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入型号为d301的离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；6)将步骤5)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。实施例21)将蔗糖加水配制成质量浓度为35wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在35℃下恒温震荡培养48h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为35℃下，培养60h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨10、nacl6、mgso40.6、琼脂20、k2hpo41.5和阿尔法淀粉25；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏3、蛋白胨12、nacl6和琼脂20；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的10％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的含果糖基转移酶发酵液中，在35℃下反应30h，得到低聚果糖粗液；蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：0.15；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.02:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入型号为dl4040f1020的纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入型号为d303的离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；6)将步骤5)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。实施例31)将蔗糖加水配制成质量浓度为32wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在30℃下恒温震荡培养42h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为30℃下，培养54h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨8、nacl5、mgso40.5、琼脂20、k2hpo41和阿尔法淀粉20；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2、蛋白胨10、nacl5和琼脂20；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的10％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的含果糖基转移酶发酵液中，在30℃下反应25h，得到低聚果糖粗液；蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：0.13；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.015:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入型号为dl8040c1002的纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入型号为d303的离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；6)将步骤5)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。对比例11)将蔗糖加水配制成质量浓度为32wt％的蔗糖溶液；在无菌条件下完全培养基，在30℃下恒温震荡培养42h；将溶液加入到发酵培养基中进行培养，发酵温度为30℃，培养54h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨8、nacl5、mgso40.5、琼脂20、k2hpo41和阿尔法淀粉20；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2、蛋白胨10、nacl5和琼脂20；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的10％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的发酵液中，在30℃下反应25h，得到粗液；蔗糖溶液与发酵液的体积比为1：0.13；3)将步骤2)得到的粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.015:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入型号为dl8040c1002的纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的纯化液通入型号为d303的离子交换树脂，得到溶液；6)将步骤5)得到的溶液进行浓缩、干燥，得到产物。对比例21)将蔗糖加水配制成质量浓度为32wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在30℃下恒温震荡培养42h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为30℃下，培养54h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨8、nacl5、mgso40.5、琼脂20、k2hpo41和阿尔法淀粉20；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2、蛋白胨10、nacl5和琼脂20；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的10％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的含果糖基转移酶发酵液中，在30℃下反应25h，得到低聚果糖粗液；蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：0.13；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.015:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的纯化液通入型号为d303的离子交换树脂，得到低聚果糖溶液；5)将步骤4)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。对比例31)将蔗糖加水配制成质量浓度为32wt％的蔗糖溶液；将菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40在无菌条件下接种到完全培养基中进行培养，在30℃下恒温震荡培养42h，得到菌液；将菌液接种到发酵培养基中进行培养，向发酵温度为30℃下，培养54h，发酵液；将发酵液进行超声粉碎，得到含果糖基转移酶发酵液；每升完全培养基中各组分的质量克数为蛋白胨8、nacl5、mgso40.5、琼脂20、k2hpo41和阿尔法淀粉20；每升发酵培养基中各组分的质量克数为牛肉膏2、蛋白胨10、nacl5和琼脂20；发酵培养基中菌液的接种量为发酵培养基体积的10％；2)向步骤1)得到的蔗糖溶液中加入步骤1)制得的含果糖基转移酶发酵液中，在30℃下反应25h，得到低聚果糖粗液；蔗糖溶液与含果糖基转移酶发酵液的体积比为1：0.13；3)将步骤2)得到的低聚果糖粗液进行脱色处理，脱色采用的脱色剂为活性炭，活性炭与低聚果糖粗液的质量比为0.015:1，将脱色后的溶液离心得到过滤液；4)将步骤3)得到的过滤液通入型号为dl8040c1002的纳滤膜进行纯化，得到纯化液；5)将步骤4)得到的低聚果糖溶液进行浓缩、干燥，得到低聚果糖。测量实施例1～3和对比例1～3得到的低聚果糖的收率和纯度，结果见表1。表1实施例1～3和对比例1～3的实验结果收率(％)纯度(％)实施例183.2997.19实施例282.6796.89实施例384.0397.93对比例173.5996.59对比例283.5989.65对比例384.1786.23从表1可以看出，实施例1～3相比于对比例1～3，采用本发明的提供的方法制得的低聚果糖具有高的收率和纯度；且根据实施例3与对比例1相比，采用本发明提供的菌种保藏号为cgmccno.18113的海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40，能够制得低聚果糖，无海枣曲霉(aspergillusphoenicis)mz40的加入则不会产生低聚果糖；实施例3与对比例2相比，省去纳滤膜纯化步骤，会显著降低低聚果糖的纯度；实施例3与对比例3相比，省去离子交换树脂过滤步骤，会对显著降低低聚果糖的纯度。上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 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