一种利用固定化α-葡萄糖转苷酶生产高“三糖”低聚异麦芽糖的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轻工技术与工程领域，设及一种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高 糖"低聚异麦芽糖的方法。具体是利用PEG600造孔和海藻酸钢包埋对a-葡萄糖转巧 酶进行固定化，W超高麦芽糖浆为底物，经转巧、色谱分离等，制备高糖"低聚异麦芽糖。
【背景技术】
[0002] 低聚异麦芽糖（IMO)是W异麦芽糖（IG2)、潘糖（P)、异麦芽S糖（IG3)S种组分 (即所谓的糖"）为主要功能成分的低聚糖，可有效促进肠道有益菌增殖、调节肠道功能、 增强机体免疫力，是目前全球产量最大、应用最广的功能性低聚糖品种，被广泛应用于乳制 品、糖果类、赔烤食品、饮品、酒类、婴幼儿食品等领域。
[0003]a-葡萄糖转巧酶是低聚异麦芽糖生产中的核屯、酶制剂，其主要作用是从底物的 非还原端切开a-l，4糖巧键，释放出Q-D-葡萄糖，或将游离出的葡萄糖残基Wa-l，6 糖巧键转移到另一个糖类底物上，从而得到低聚异麦芽糖。
[0004] 目前工业上已有W淀粉或麦芽糖为原料，通过酶法生产低聚异麦芽糖的工艺，但 是a-葡萄糖转巧酶转化率和利用率不高；我国低聚异麦芽糖产量虽大，但基本都是低附 加值的中低档产品，高糖"低聚异麦芽糖较少，此外a-葡萄糖转巧酶的成本较高，使得 低聚异麦芽糖的生产成本较高，制约了我国低聚异麦芽糖行业的发展。
[0005] 本发明利用海藻酸巧作为a-葡萄糖转巧酶的固定化包埋材料，同时添加PEG 600作为造孔剂，采用该固定化技术的a-葡萄糖转巧酶，可重复利用50批次W上，实现了 a-葡萄糖转巧酶的重复利用，降低了生产成本，提升了国内低聚异麦芽糖的国际竞争力。
[0006]CN201210325318. 8中介绍了一种高纯度95低聚异麦芽糖的制备方法，该法的创 新之处在于，获得50型低聚异麦芽糖粗糖液W后，使用强效液体糖化酶降解其中的非 糖"组分，再通过色谱分离提纯获得高纯度95低聚异麦芽糖。该法之前的工艺仍为传统工 艺，a-葡萄糖转巧酶的成本较高，且所用强效液体糖化酶也会提高产品的成本。而本专利 采用固定化酶技术，实现了a-葡萄糖转巧酶的反复利用，可降低生产成本。
[0007]CN200610105282. 7中介绍了一种利用酒曲生产高纯度低聚异麦芽糖的工艺方 法，该法的创新之处在于，利用酒曲中的多种水解酶和酵母等微生物将低纯度低聚异麦芽 糖中的大分子糖类水解为单糖并被微生物发酵利用，从而得到高纯度的低聚异麦芽糖，该 法本质上仍为发酵法制备高纯度低聚异麦芽糖。发酵法的缺点在于有些小分子发酵产物会 残留于产品中，不易去除；微生物代谢单糖，造成干物质损失。
【发明内容】
[0008] 本发明针对现有技术的不足，提供一种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高 糖"低聚异麦芽糖的方法。
[0009] -种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖的方法，包括如下 步骤： (1) 添加海藻酸钢体积份数1/4~1/2的10~30g/L的PEG600作为造孔剂，在海藻酸 钢浓度为20~50g/L，a-葡萄糖转巧酶液与海藻酸钢的体积份数比为2:1~1:2进行包埋， 浸泡于20~60g/L的化化溶液中硬化2~4h，滤出，即得固定化a-葡萄糖转巧酶； (2) 将步骤（1)中制得的固定化a-葡萄糖转巧酶装柱，配制一定浓度的麦芽糖溶液， 按照一定的流速不间断进行实验，经转化、分离、干燥等，制得低聚异麦芽糖。
[0010] 根据本发明优选的，所述步骤（1)中，条件如下： 添加海藻酸钢体积份数1/4~1/2的10~30g/L的PEG600作为造孔剂，在海藻酸钢浓 度为20~50g/L，a-葡萄糖转巧酶液与海藻酸钢的体积质量比为2:1~1:2进行包埋，浸泡 于20~60g/L的化化溶液中硬化2~4h，滤出，即得固定化a-葡萄糖转巧酶； 根据本发明优选的，所述步骤（2)中，底物麦芽糖浓度为30%~40%，抑为5. 0~6. 0 ;流速 0. 5~2. 0倍柱体积A，反应溫度为45~70°C，反应时间30~60h。
【附图说明】
[0011] 图1为制备固定化颗粒的简易装置示意图 有益效果
[0012] 1、成功实现了海藻酸巧包埋固定化a-葡萄糖转巧酶，提高了a-葡萄糖转巧酶 的利用率(可W重复利用50次W上)，显著降低了生产成本。
[0013]2、在固定化颗粒中添加PEG600作为造孔剂，有效克服了底物与产物的传质阻 力，提高了酶促反应速率，缩短了反应时间，进而可提高生产效率。
[0014] 3、由输料累与一端接有孔盘式液体分布器（内置揽拌器）的管道所构成的简易装 置用于制备固定化颗粒，实现了工业化固定化颗粒的快速自动制备。
[0015] 4、W超高麦芽糖浆为底物，结合本公司的高转巧率的a-葡萄糖转巧酶，采用色 谱分离技术，制得高糖"低聚异麦芽糖(含量达干物质的75%W上)，提高了低聚异麦芽 糖的品质，提升了国内低聚异麦芽糖的国际竞争力。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于 此。
[0017]实施例中超高麦芽糖浆采用中国专利文献化200810139488. 0中的方法制备。实 施例中利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖组分情况见表1 实施例1 一种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖的方法，包括如下步 骤： (1) 添加海藻酸钢体积份数1/4的10g/L的PEG600作为造孔剂，在海藻酸钢浓度为 20g/l，a-葡萄糖转巧酶液与海藻酸钢的体积质量比为2:1进行包埋，浸泡于20g/L的 化Clz溶液中硬化2h，滤出，即得固定化a-葡萄糖转巧酶； (2) 将步骤（1)中制得的固定化a-葡萄糖转巧酶装柱，配制30%浓度的麦芽糖溶液作 为底物，按照0. 5倍柱体积A的流速不间断反应30h，反应溫度45°C，反应抑为5. 0,经转 巧、色谱分离、干燥等，制得低聚异麦芽糖。
[001引 实施例2 一种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖的方法，包括如下步 骤： (1) 在海藻酸钢浓度为20~50g/L，a-葡萄糖转巧酶液与海藻酸钢的体积质量比为 1:1进行包埋，浸泡于40g/L的化Clz溶液中硬化3h，滤出，即得固定化a-葡萄糖转巧 酶； (2) 将步骤（1)中制得的固定化a-葡萄糖转巧酶装柱，配制35%浓度的麦芽糖溶液作 为底物，按照1. 0倍柱体积A的流速不间断进行反应45h，反应溫度60°C，反应抑为5. 5， 经转化、分离、干燥等，制得高糖"低聚异麦芽糖。
[001引实施例3 一种利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖的方法，包括如下步 骤： (1) 在海藻酸钢浓度为50g/l，a-葡萄糖转巧酶液与海藻酸钢的体积质量比为1:2进 行包埋，浸泡于60g/L的化Clz溶液中硬化4h，滤出，即得固定化a-葡萄糖转巧酶； (2) 将步骤（1)中制得的固定化a-葡萄糖转巧酶装柱，配制40%浓度的麦芽糖溶液作 为底物，按照2. 0倍柱体积A的流速不间断进行反应60h，反应溫度70°C，反应抑为6. 0， 经转化、分离、干燥等，制得高糖"低聚异麦芽糖。
[0020] 表1实施例1、2、3中利用固定化a-葡萄糖转巧酶生产高糖"低聚异麦芽糖 组分分析表
【主权项】
1. 一种利用固定化α-葡萄糖转苷酶生产高"三糖"低聚异麦芽糖的方法，其特征在 于，包括如下步骤： (1) 添加海藻酸钠溶液体积份数1/4~1/2的10~30g/L的PEG600作为造孔剂，在海 藻酸钠浓度为20~50g/L，α-葡萄糖转苷酶液与海藻酸钠的体积份数比为2:1~1:2进行包 埋，浸泡于20~60g/L的CaCl2溶液中硬化2~4h，滤出，即得固定化α-葡萄糖转苷酶； (2) 将步骤（1)中制得的固定化α-葡萄糖转苷酶装柱，配制一定浓度的麦芽糖溶液， 按照一定的流速不间断进行转苷反应30~60h，经转苷、色谱分离、干燥等，制得高"三糖"低 聚异麦芽糖。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1)中，条件如下： 添加海藻酸钠体积份数1/4~1/2的10~30g/L的PEG600作为造孔剂，在海藻酸钠浓 度为20~50g/L，α-葡萄糖转苷酶液与海藻酸钠的体积质量比为2:1~1:2进行包埋，浸泡 于20~60g/L的CaCl2溶液中硬化2~4h，滤出，即得固定化α-葡萄糖转苷酶。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1)中，海藻酸钙固定化酶的制备 是由输料栗与一端接有孔盘式液体分布器的管道来完成，该液体分布器内置搅拌器(见图 1)〇4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4)中，底物麦芽糖浓度为 30%~40%，pH为5. 0~6. 0 ;流速0. 5~2. 0倍柱体积/h，反应温度为45~70°C，反应时间30~60 h〇
【专利摘要】本发明涉及一种利用固定化α-葡萄糖转苷酶生产高“三糖”低聚异麦芽糖的方法，包括如下步骤：（1）对α-葡萄糖转苷酶进行海藻酸钠包埋和PEG？600造孔，经CaCl2硬化后，制得固定化α-葡萄糖转苷酶；（2）将固定化α-葡萄糖转苷酶与超高麦芽糖浆溶液混合，经转苷、色谱分离等，制得高“三糖”低聚异麦芽糖。本发明制得的固定化α-葡萄糖转苷酶转化率高、酶活稳定性好，可重复利用次数达50次以上，提高了低聚异麦芽糖的生产效率，降低了生产成本；制得的高“三糖”低聚异麦芽糖，产品中三糖（异麦芽糖（IG2）、潘糖（P）、异麦芽三糖（IG3））含量高（含量达干物质的75%以上），相同添加量具有更好的益生效果，可作为高档产品应用在药物辅料、高档保健品、乳制品、饮料等领域，极大的增强了低聚异麦芽糖的市场竞争力。
【IPC分类】C12N11/10, C12P19/04, C12P19/18
【公开号】CN105296570
【申请号】CN201510803658
【发明人】刘宗利, 马延和, 王乃强, 刘峰, 李克文, 王京博, 栾庆民
【申请人】保龄宝生物股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日