专利名称：用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法。
背景技术：
低聚异麦芽糖是目前应用最广泛、需求量最大的低聚糖类功能性甜味剂，具有低 热量、抗龋齿、促进机体肠道双歧杆菌增殖等特殊生理功能，现已广泛用于食品、医药及保 健品、饲料等行业。目前，世界上低聚异麦芽糖工业化生产的方法均为先将淀粉液化、糖化， 再用a-葡萄糖转苷酶或新普鲁兰酶进行转化。该生产工艺成熟且相对简单，但产品中低 聚异麦芽糖含量较低，只有50%左右，称为M0-500型产品。为获得纯度更高的低聚异麦芽 糖产品，需要在此基础上采用色谱分离等方法进行二次分离，将葡萄糖和麦芽糖从IM0-500 糖浆中除去，从而导致生产工艺复杂化，生产成本大幅升高。自上世纪八十年代低聚异麦芽 糖产品在日本研制成功并投放市场以来，科研人员 一直致力开发一步法直接制取更高含量 低聚异麦芽糖产品的方法，以期简化生产工艺，降低生产成本，但至今尚未有成功实现工业 化的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备 方法，它能够一步法直接制取高含量的低聚异麦芽糖，简化生产工艺，降低生产成本。
本发明通过以下技术方案实现上述目的一种用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固 定化细胞菌种制备方法，包括如下步骤 先将质量百分比为1%淀粉均匀调浆，加入固定化黑曲霉细胞的载体材料，高温灭 菌并冷却后接入液体菌种，于30-37t:培养18-24小时形成菌丝体小球形态的固定化黑曲 霉细胞菌种。用制备得到的固定化黑曲霉细胞菌种发酵淀粉液化液48小时，发酵终产物经 后处理，即得到干物质含量按质量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含量按质量百分比计达 到干物质的75_90%的低聚异麦芽糖糖浆型产品。固定化黑曲霉细胞菌种在每次发酵结束 后可回收重复使用，使用多次后产生的废菌渣可用于生产饲料。
所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉或其它薯类淀粉。
所述的淀粉液化是用高温a -淀粉酶在85-95t:进行的高温快速短时间液化。
所述所使用的菌种为黑曲霉CU-1菌株，该菌株具有很强的产a-淀粉酶、|3-淀 粉酶和a-葡萄糖转苷酶的能力； 固定化黑曲霉细胞的载体材料为麦芽、麸皮、玉米芯、黄豆粕、米糠以及棉籽壳中 的一种或多种的混合物。 本发明与现有技术相比，其实质性特点与进步在于 1、利用黑曲霉菌丝体本身的生长特点，用麦芽、麸皮、玉米芯、黄豆粕、米糠、棉籽 壳中的一种或多种的混合物作为固定化黑曲霉细胞的载体材料，使其形成可多次重复使用 的固定化黑曲霉细胞菌种。
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2、采用固定化黑曲霉细胞菌种深层发酵技术，淀粉原料仅需进行短时间液化，无 需添加P-淀粉酶进行糖化，也不需要添加a-葡萄糖转苷酶进行转苷反应，糖化和转苷反 应在发酵过程中由固定化细胞产生的a-淀粉酶、P-淀粉酶和a-葡萄糖转苷酶同时催 化进行，縮短了生产周期，简化了生产工艺过程。 3、发酵完成后，发酵液中低聚异麦芽糖含量按质量百分比计达到干物质的
75_90%，基本不需要经过二次分离处理来提高产品中低聚异麦芽糖的含量。 4、固定化黑曲霉细胞菌种经多次使用后产生的废菌渣，经烘干后可以做为优良的
饲料添加剂用于强化饲料的粗蛋白及功能性低聚糖含量，可达到废渣综合利用的效果。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1 用淀粉、麸皮制成液体种子培养基，高温灭菌，冷却后接入黑曲霉培养12小时。用 淀粉、麦芽、玉米芯制成固定化细胞培养基，高温灭菌，冷却后接入上述液体菌种，3(TC培 养24小时制成固定化黑曲霉细胞菌种。质量百分比为25%的淀粉浆用高温a-淀粉酶于 85-95t:液化，加入1%硝酸钠，经高温灭菌，冷却后接入上述固定化黑曲霉细胞菌种，初始 培养温度34t:通风搅拌，每12小时上调培养温度1°C ，发酵48小时，发酵终产物经过滤、活 性炭、树脂脱色，真空浓縮，即得到干物质含量按质量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含量 按质量百分比计达到干物质的75-90%的低聚异麦芽糖糖浆型产品。过滤回收的固定化黑 曲霉细胞菌种可重复用于下一次发酵，或用于生产饲料。
实施例2 用葡萄糖、麸皮制成液体种子培养基，高温灭菌，冷却后接入黑曲霉培养12小时。 用淀粉、麸皮制成固定化细胞培养基，高温灭菌，冷却后接入上述液体菌种，33t:培养24小 时制成固定化黑曲霉细胞菌种。质量百分比为25%的淀粉浆用高温a-淀粉酶于85-95t: 液化，经高温灭菌，冷却后接入上述固定化黑曲霉细胞菌种，培养温度35t:通风搅拌，发酵 48小时，发酵终产物经过滤、活性炭、树脂脱色，真空浓縮，即得到干物质含量按质量百分比 计为75%，低聚异麦芽糖含量按质量百分比计达到干物质的75-90%的低聚异麦芽糖糖浆 型产品。过滤回收的固定化黑曲霉细胞菌种可重复用于下一次发酵，或用于生产饲料。
实施例3 用麦芽糖、麸皮制成液体种子培养基，高温灭菌，冷却后接入黑曲霉培养12小
时。用淀粉、黄豆粕制成固定化细胞培养基，高温灭菌，冷却后接入上述液体菌种，37t:培
养24小时制成固定化黑曲霉细胞菌种。质量百分比为35%的淀粉浆用高温a-淀粉酶于 85-95t:液化，经高温灭菌，冷却后接入上述固定化黑曲霉细胞菌种，培养温度37t:通风搅 拌，发酵48小时，发酵终产物经过滤、活性炭、树脂脱色，真空浓縮，即得到干物质含量按质 量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含量按质量百分比计达到干物质的75-85%的低聚异麦 芽糖糖浆型产品。过滤回收的固定化黑曲霉细胞菌种可重复用于下一次发酵，或用于生产 饲料。 实施例4 用淀粉、麸皮制成液体种子培养基，高温灭菌，冷却后接入黑曲霉培养15小时。用
4淀粉、棉籽壳、玉米芯制成固定化细胞培养基，高温灭菌，冷却后接入上述液体菌种，37t:培
养18小时制成固定化黑曲霉细胞菌种。质量百分比为20%的淀粉浆用高温a-淀粉酶于 85-95t:液化，加入1 %硝酸钠，经高温灭菌，冷却后接入上述固定化黑曲霉细胞菌种，初始 培养温度34t:通风搅拌，每12小时上调培养温度1°C ，发酵48小时，发酵终产物经过滤、活 性炭、树脂脱色，真空浓縮，即得到干物质含量按质量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含量 按质量百分比计达到干物质的75-90%的低聚异麦芽糖糖浆型产品。过滤回收的固定化黑 曲霉细胞菌种可重复用于下一次发酵，或用于生产饲料。
实施例5 用淀粉、黄豆粕制成液体种子培养基，高温灭菌，冷却后接入黑曲霉培养10小时。 用淀粉、麦芽、米糠、玉米芯制成固定化细胞培养基，高温灭菌，冷却后接入上述液体菌种， 33t:培养20小时制成固定化黑曲霉细胞菌种。质量百分比为30%的淀粉浆用高温a-淀 粉酶于85-95t:液化，加入1 %硝酸钠，经高温灭菌，冷却后接入固定化黑曲霉细胞菌种，初 始培养温度34t:通风搅拌，每12小时上调培养温度1°C ，发酵48小时，发酵终产物经过滤、 活性炭、树脂脱色，真空浓縮，即得到干物质含量按质量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含 量按质量百分比计达到干物质的75-90%的低聚异麦芽糖糖浆型产品。过滤回收的固定化 黑曲霉细胞菌种可重复用于下一次发酵，或用于生产饲料。 用上述方法发酵出来的低聚异麦芽糖产品经某省级产品检测机构分析，产品中 干物质含量按质量百分比计为75%，低聚异麦芽糖含量按质量百分比计达到干物质的 75-90%。
权利要求
用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤先将质量百分比为1％淀粉均匀调浆，加入固定化黑曲霉细胞的载体材料，高温灭菌并冷却后接入液体菌种，于30-37℃培养18-24小时形成菌丝体小球形态的固定化黑曲霉细胞菌种，用制备得到的固定化黑曲霉细胞菌种发酵淀粉液化液48小时，发酵终产物经后处理，即得到质量百分比计达到干物质的75-90％的低聚异麦芽糖糖浆型产品。
2. 根据权利要求1所述的用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法， 其特征在于，所述固定化黑曲霉细胞的载体材料为麦芽、麸皮、玉米芯、黄豆粕、米糠以及棉 籽壳中的一种或多种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法， 其特征在于，所述液体菌种为黑曲霉Cu-l菌株。
全文摘要
用于一步发酵制低聚异麦芽糖的固定化细胞菌种制备方法，以麦芽、麸皮、玉米芯、黄豆粕、米糠、棉籽壳等为固定化载体材料，制备黑曲霉CU-1菌株的固定化细胞菌种，并用该菌种发酵经高温α-淀粉酶短时间液化的淀粉液化液，发酵终产物经过滤，活性炭、树脂脱色，真空浓缩，即得质量百分比计达到干物质的75-90％的低聚异麦芽糖糖浆型产品。本发明的制备方法简便，实现了多次重复使用此固定化黑曲霉细胞菌种进行一步发酵法生产高含量低聚异麦芽糖，并简化了淀粉液化糖化的工艺，降低了成本。
文档编号C12R1/685GK101696405SQ20091011452
公开日2010年4月21日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者廖福真, 张云开, 李玮, 梁智群, 管立忠, 陈桂光 申请人:广西南宁智天生物科技有限公司;广西大学;