利用固定化运动发酵单胞菌催化菊粉果糖和木薯葡萄糖生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸的方法

摘要

本发明涉及一种利用固定化重组运动发酵单胞菌同时催化菊粉果糖和木薯葡萄糖生产山梨醇和葡萄糖酸的方法，具体步骤为(1)高浓度等摩尔的菊粉果糖和木薯葡萄糖混合水解液的酶法制备；(2)重组运动发酵单胞菌的细胞固定化；(3)利用固定化重组运动发酵单胞菌同时催化果糖和葡萄糖获得含有高浓度山梨醇和葡萄糖酸的混合产品。本发明的优点：利用一种糖化酶同步水解菊粉和木薯淀粉生成等摩尔的果糖和葡萄糖，原料成本低且减少了酶用量，简化了生产工艺；循环利用固定化细胞催化果糖和葡萄糖生产山梨醇和葡萄糖酸，减少了催化剂的用量，避免细胞催化剂的连续生产；得到含有高浓度的山梨醇和葡萄糖酸的混合液，减少了后续产品分离的成本。

主权项

一种利用固定化运动发酵单胞菌同时催化菊粉果糖和木薯葡萄糖生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸的方法，其特征在于，具体步骤为(1)高浓度等摩尔的菊粉果糖和木薯葡萄糖混合水解液的酶法制备；首先，将质量浓度为50％的菊粉在60℃、pH4.0、糖化酶酶量1U/g菊粉的条件下酶解48小时，然后加入已在90℃液化1小时的木薯淀粉，在60℃、pH4.0的条件下继续水解12小时，获得等摩尔浓度的果糖和葡萄糖的混合水解液；(2)重组运动发酵单胞菌的细胞固定化；将表达有葡萄糖果糖氧化还原酶的运动发酵单胞菌在不通气、30℃、pH6.0、150rpm、接种量10％(v/v)的条件下培养18小时后，离心获得湿细胞并用超纯水悬浮至150g/L。然后将12.5％(w/v)的聚乙烯醇溶液和0.125％(w/v)的海藻酸钠溶液加热溶解，冷却至室温后与细胞悬浮液混合，其中PVA溶液和细胞溶液体积比4∶1，将混合溶液在磁力搅拌作用下充分混匀1小时；然后，将混合溶液通过蠕动泵滴加到饱和硼酸溶液中，并搅拌3小时；使固定化的细胞颗粒平均直径为4毫米，并用去离子水清洗以除去颗粒表面的硼酸溶液，即得到固定化的运动发酵单胞菌细胞；(3)利用固定化运动发酵单胞菌同时催化果糖和葡萄糖获得含有高浓度山梨醇和葡萄糖酸的混合液；在反应器中加入制备好的混合水解液和固定化的运动发酵单胞菌细胞，在pH 6.4、温度39℃、150rpm的条件下进行催化，得到含有高浓度山梨醇和葡萄糖酸的混合液；每次催化结束后，进行固液分离，液体进行下一步的山梨醇和葡萄糖酸的分离和纯化，固体细胞颗粒则多次循环用于催化反应。