Un glóbulo de alginato que comprende Candida tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP),

preparado al añadir la Candida tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP) a una disolución acuosa de ácido algínico con agitación para obtener una disolución uniforme, y hacer gotear la disolución uniforme sobre una sal de calcio

Campo técnico

El presente invento se refiere a una nueva Candida tropicalis CJ-FID y a un método para producir xilitol utilizando la misma. Más particularmente, el presente invento se refiere a una nueva Candida tropicalis CJ-FID procedente de miel y a un método para producir xilitol de alta pureza con un rendimiento y una productividad elevadas, que incluye cultivar la propia Candida tropicalis CJ-FID, o una Candida tropicalis CJ-FID inmovilizada en alginato, en un medio de fermentación que contiene sacarosa y xilosa en alta concentración para obtener un cultivo que contiene xilitol, seguido de una purificación con una columna de carbón vegetal activado y una columna aniónica, para obtener finalmente xilitol en polvo.

Técnica fundamental

El xilitol es un alcohol de azúcar producido por la conversión de un grupo terminal reductor de xilosa, que es un azúcar con cinco átomos de carbono, en un grupo alcohol por hidrogenación, y se encuentra en pequeñas cantidades en plantas naturales tales como frutos, vegetales y setas. El xilitol es también conocido como un producto intermedio en el metabolismo de hidratos de carbono de los mamíferos. El xilitol es más estable que otros azúcares a causa de su estructura química, presenta una elevada afinidad por el agua y no experimenta una reacción de oscurecimiento.

El xilitol tiene un dulzor igual al de la sacarosa pero contiene pocas calorías y no causa elevación del nivel de azúcar sanguíneo ni caries dental. A este respecto, el xilitol ha llegado a ser muy popular como sustituto del azúcar [K. McNutt y A. Sentki, 1996, "Sugar replacers: a growing group of sweeteners in the United States", Nutr. Today 31 (6): 255-261]. El xilitol se absorbe en el tracto intestinal humano por difusión activa. Sin embargo, puesto que la velocidad de absorción es bastante pequeña, el xilitol resulta incompletamente absorbido por el tracto intestinal y es excretado del cuerpo. El xilitol absorbido es parcialmente descompuesto por microorganismos intestinales y sólo se utiliza una pequeña fracción en el cuerpo humano. A este respecto, el xilitol entra en la categoría de edulcorantes con pocas calorías.

En particular, puesto que no requiere insulina cuando está siendo absorbido por tejidos celulares, el xilitol se utiliza como sustituto del azúcar para pacientes diabéticos. Además, a causa de su dulzor equivalente al de la sacarosa y a su calor de disolución negativo, el xilitol imparte una sensación refrescante y fresca en la cavidad oral. Por lo tanto, el xilitol se utiliza en diversas industrias alimentarias, incluyendo productos de confitería y chicles. Además, el xilitol puede prevenir las caries al inhibir el crecimiento de Streptococcus mutans, que es el responsable de la caries dental, y, por consiguiente, se utiliza como material de pasta dentífrica.

El xilitol se encuentra en vegetales y frutos, pero la extracción del xilitol de estas fuentes no resulta económica a causa de su baja concentración. A este respecto, se ha utilizado principalmente la producción química de xilitol. De acuerdo con el método de producción química, se produce xilitol por reducción química de la xilosa, que es un producto de hidrólisis de la hemicelulosa presente en maderas, paja de arroz, mijo, etc., bajo condiciones de alta temperatura y alta presión. Sin embargo, la separación y purificación de la xilosa o el xilitol a partir de productos de hidrólisis de otros azúcares polímeros derivados de fracciones de hemicelulosa son difíciles, y el rendimiento en xilosa o xilitol es tan pequeño como 50-60%. Además, surgen problemas tales como el riesgo de una reacción a alta temperatura y alta presión y la eliminación de residuos a causa del uso de ácido o álcali.

También se conoce la producción de xilitol utilizando un microorganismo como biocatalizador para la conversión de xilosa en xilitol en un medio que contiene xilosa. Es decir, en el microorganismo, la xilosa de un medio que contiene xilosa es transportada a través de la membrana celular y es luego convertida en xilitol por una xilosa reductasa (XR) dependiente de la coenzima NADPH. El xilitol abundantemente acumulado se libera de las células del microorganismo. La producción de xilitol utilizando un microorganismo presenta ventajas ya que no se requiere la separación del xilitol de la xilosa a causa del consumo completo de la xilosa después de la fermentación y se utilizan condiciones suaves tales como temperatura ambiental y presión atmosférica. Sin embargo, puesto que es difícil separar eficaz y selectivamente subproductos tales como ácidos orgánicos y glicerol, los ingredientes del medio y sustancias derivadas del microorganismo, que están generalmente contenidas en un medio de fermentación, es difícil la purificación de xilitol con alta pureza, lo que da lugar a un rendimiento bajo.

En la Publicación de Patente Coreana nº 10-2001-49918, expuesta a consulta por el público, se describe un método para producir xilitol a partir de arabitol utilizando Gluconobacter oxydans ATCC 621. De acuerdo con la descripción del documento de patente, se purifica xilitol a partir de 200 ml de una disolución finalmente producida de 45 g/l de xilitol. Sin embargo, en este documento no se describe ningún resultado exacto del rendimiento de la purificación. Además, puesto que se produce xilitol a partir de una disolución de xilitol de baja concentración (50 g/l), no se asegura una producción de xilitol con concentración y eficacia elevadas, lo que hace difícil una producción masiva. Para resolver estos problemas, se han realizado recientemente muchos estudios sobre la separación de una nueva cepa de levadura y sobre un método para producción de xilitol utilizando la nueva cepa de levadura.

DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

A la vista de estos problemas, la presente descripción proporciona una nueva Candida tropicalis CJ-FID. El presente invento también proporciona un método para producir xilitol de alta pureza con un rendimiento y una productividad elevadas.

Los objetos anteriores y otros del presente invento pueden ser llevados a cabo mediante realizaciones del presente invento, como se describirán más adelante.

Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se proporciona una Candida tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP) productora de xilitol.

De acuerdo con otro aspecto del presente invento, se proporciona un glóbulo de alginato preparado al añadir Candida tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP) a una disolución acuosa de ácido algínico, con agitación para obtener una disolución uniforme, y hacer gotear la disolución uniforme sobre una sal de calcio.

De acuerdo con aún otro aspecto del presente invento, se proporciona un método para producir xilitol, que incluye preparar un medio de fermentación que contiene xilosa y sacarosa para producir xilitol, inocular un glóbulo de alginato que contiene Candida tropicalis CJ-FID al medio de fermentación, y hacer que fermente el medio de fermentación en un fermentador.

El método puede incluir además la purificación de un cultivo por fermentación que contiene xilitol, producido por la fermentación, con una columna de carbón vegetal activado, la purificación, con una columna aniónica, de una disolución de xilitol producida por la purificación con la columna de carbón vegetal activado, y la preparación de un polvo de xilitol a partir de una disolución de xilitol producida por la purificación con la columna aniónica.

A continuación se describirá el presente invento con mayor detalle.

Separación de la cepa de levadura que produce xilitol

Se tomó una muestra de miel natural procedente de una zona productora de miel doméstica y se diluyó apropiadamente en un tubo esterilizado. La muestra de miel diluida fue cultivada en un medio en placa que contenía 200-400 g/l de xilosa, 5 g/l de un extracto de levadura, 5 g/l de peptona y 15-20 g/l de agar, a 30 °C, para obtener colonias individuales formadas por cepas de levadura que crecían rápidamente bajo las anteriores condiciones de crecimiento.

Identificación de cepas de levadura que producen xilitol

Entre estas colonias, se seleccionaron las cepas de levadura con tolerancia al azúcar y productividad de xilitol excelentes bajo las anteriores condiciones de crecimiento y se analizaron sus características morfológicas y fisiológicas. Como resultado de la secuenciación del rRNA 26S, se halló que las cepas de levadura tienen una secuencia de nucleótidos como la... [Seguir leyendo]

1. Un glóbulo de alginato que comprende Candida tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP), preparado al añadir la Candi

da tropicalis CJ-FID (KCTC 10457BP) a una disolución acuosa de ácido algínico con agitación para obtener una 5 disolución uniforme, y hacer gotear la disolución uniforme sobre una sal de calcio.

2. Un método para producir xilitol a partir de xilosa, que comprende: preparar un medio de fermentación para producir xilitol, que contenga xilosa y sacarosa; inocular el glóbulo de alginato de la Reivindicación 1 al medio de fermentación; y hacer que fermente el medio de fermentación en un fermentador.

3. El método de la Reivindicación 2, que comprende además: purificar un cultivo de fermentación que contiene xilitol, producido por la fermentación, con una columna de carbón vegetal activado; purificar, con una columna aniónica, una disolución de xilitol producida por la purificación con la columna de carbón vegetal activado; y preparar un polvo de xilitol a partir de una disolución de xilitol producida por la purificación con la columna aniónica.