丝孢酵母产多元糖醇的工艺研究

发布时间：2020-04-15 20:52

【摘要】：多元糖醇因其具有甜味、能量低、抗龋齿、保湿性好等特点广泛应用于食品、医药、化工等行业,在白酒行业的应用起步较晚,但随着白酒行业的发展,人们越发意识到多元糖醇对于白酒醇厚感的重要性,并开展了相关的研究,但总体针对白酒酿造体系多元糖醇的研究较少,而白酒酿造过程中多元糖醇含量普遍偏低,尤其是酒体中含量极低,因此如何有效富集白酒中多元糖醇类物质成为当今该领域研究的热点。本文选取实验室保藏的产多元糖醇种类最多的丝孢酵母(Trichosporon coremiiforme)FBKL 2.0310为出发菌株,通过液态发酵手段探究该菌生长特性和液态发酵特性,确定该菌高产多元糖醇的液态发酵工艺,并进一步研究其固态发酵工艺,得到该菌固态发酵产多元糖醇的限制性因素,同时对不同酿酒原料固态发酵产多元糖醇的情况及发酵后不同酒精浓度的浸提效果进行探究,为今后有针对性的对发酵工艺进行调整,提高白酒的酒体质量提供参考数据。研究的主要结果如下:1.通过单因素试验优化,重复试验验证,该菌株液态发酵产多元糖醇的最优发酵工艺如下:种龄18h,最佳培养基组成为200g/L葡萄糖、7g/L牛肉膏、3g/L玉米浆、0.4g/L硫酸钾;最佳发酵条件为接种量6%、装料量30m L/250m L、发酵温度34℃、培养基初始p H 5.5。得到最高总糖醇产量为30.53mg/m L,达到原先的3.27倍。2.在最优发酵工艺下进行分批发酵试验,探究整个发酵过程菌体生长代谢及发酵环境参数动态变化,得出该菌株生长曲线、底物消耗曲线以及产物合成曲线。该菌在发酵罐中生长迅速,24h即到达稳定期,底物浓度随着菌体生长和产物合成持续下降,最终低于10g/L,产物D-阿拉伯糖醇合成速率呈现先快后慢的特点,山梨醇合成速率持续增长,木糖醇呈现先增长后减少的趋势。总体而言,采用发酵罐分批发酵的方式可以使多元糖醇总量有效增加,发酵结束时可得多元糖醇的总量为23.44mg/m L。3.采用单因素试验手段对固态发酵条件接种量、培养温度、培养基初始含水量、培养基初始酸度以及培养时间进行考察,得出的优化工艺为:接种量2%、发酵温度37℃、培养基质初始含水量约50%、培养基质初始酸度0.5、发酵时间6d,在此固态发酵条件下所得多元糖醇总量最高为7.73mg/g。4.研究了不同酿酒原料固态发酵产多元糖醇的差异性,发现黑糯米作为单一原料进行固态发酵时可得到11.53mg/g多元糖醇,为产多元糖醇的理想原料;5.采用不同浓度酒精对高粱固态发酵所得样品进行浸提,在30~50%的酒精浓度范围内浸提效果最佳,所得的浸提液中多元糖醇总量最高为5.4mg/m L。
【图文】：

阿拉伯糖醇,结构式,D-阿拉伯糖

图 1. 1D-阿拉伯糖醇结构式Figure 1.1 The structure of D-arabitol伯糖醇的应用行业中，D-阿拉伯糖醇的应用途径也是各不相同：在仅以热量低、抗龋齿及代谢不影响体内胰岛素水平的，还可作为调制糖浆基质来改善酒精饮料品质并应用[8,9]。在医药领域，D-阿拉伯糖醇可作为阿糖腺苷、制剂等药物的中间体[10]，同时，还可作为运输介质以面，D-阿拉伯糖醇是颗粒性固体或亲水涂层的促溶剂的可靠性并提高电解质溶液的黏度，此外，还可作为剂及显影材料稳定剂；在生物方面，还能促进植物生

D-阿拉伯糖,途径,葡萄糖,底物

图 1. 2 葡萄糖为底物代谢产 D-阿拉伯糖醇途径Figure 1.2 The metabolism pathway of glucose to synthesis D-arabitol的代谢分为磷酸化途径和氧化途径（如图 1.3 所示）。对于磷酸简单的扩散或主动运输吸收进入细胞后，经甘油激酶磷酸化形由甘油-3-磷酸脱氢酶氧化生成磷酸二羟丙酮（DHAP），此为化途径中，甘油经过甘油脱氢酶生成二羟基丙酮，然后再由二成磷酸二羟丙酮。上一途径生成的磷酸二羟丙酮被转化成 3-磷生或糖酵解途径生成 6-磷酸葡萄糖进入 PPP 途径，遵循 6-磷径，经 5-磷酸核酮糖和核糖生成阿拉伯糖醇[20]。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ920.6;TS262.3

【参考文献】