一种使用α-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的方法
【专利摘要】本发明涉及一种使用α-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的方法，该方法包括α-葡萄糖苷酶固定化、连续反应、低聚异麦芽糖制备等步骤。α-葡萄糖苷酶经过海藻酸钠、卡拉胶、壳聚糖固定化后实现了连续反应，原料转化率为75%，降低生产成本1/3。本发明制备的50型低聚异麦芽糖浆或所述50型低聚异麦芽糖粉的总低聚异麦糖含量为55%以上，其中异麦芽糖、潘糖与异麦芽三糖总含量为35%以上。本发明制备的90型低聚异麦芽糖浆或90型低聚异麦芽糖粉的总低聚异麦糖含量为95%以上，其中异麦芽糖、潘糖与异麦芽三糖总含量为70%以上。
【专利说明】一种使用Cl-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的方法
【【技术领域】】
[0001]本发明属于功能性低聚糖【技术领域】。更具体地，本发明涉及一种使用a-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的方法。
【【背景技术】】
[0002]低聚糖(Oligosaccharide)是指由2~10个单糖分子以糖苷键连接而成的聚合糖。它的分子量在200~2000Da之间。低聚糖由于单糖分子结合位置和结合类型不同，种类繁多，功能各异。低聚糖按其功能可分为普通低聚糖和功能性低聚糖。功能性低聚糖是指对人、动物、微生物、植物等具有特殊生理作用的糖，它包括低聚异麦芽糖、水苏糖、棉子糖、 异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖、低聚蔗果糖、低聚帕拉金糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖和低聚壳聚糖等。低聚异麦芽糖(Isomaltooligosaccharide, IM0) 是功能性低聚糖的一种，它具有:难以被胃酶消化，甜度低，热量低，不会增加人体血糖及血脂；能促进人体肠道内双歧杆菌增殖，能抑制肠道内有害细菌及腐败物质的形成，增加维生素含量，提高机体免疫力；能预防龋齿，它不被龋齿链球菌利用，不被口腔酶液分解，因而能防治龋齿；它属于非消化类低聚糖，能起到水溶性膳食纤维的功能，改善腹泻与便秘，减少肠道致癌物质生成；它食用安全，LD50 (半致死量)为44g/kg体重，属无毒级。因而倍受世人瞩目，产销量居于各种功能性低聚糖之首。据2010年统计，全球低聚异麦芽糖产量约40 万吨，其中主要在中国和日本，我国年产量约20多万吨。
[0003]低聚异麦芽糖是指葡萄糖分子之间至少有I个以a -1，6糖苷键结合而成，单糖数在2~5不等的一类低聚糖，它主要包括异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖，这三种低聚糖是异麦芽低聚糖重要的组份，活性最高，对人体健康最有益，也是衡量低聚异麦芽糖质量的重要指标，又称有效三糖。结构如下:
【权利要求】
1.一种使用a-葡萄糖苷酶制备低聚异麦芽糖的方法，其特征在于该方法的步骤如下:A、a-葡萄糖苷酶固定化5~10重量份海藻酸钠载体用10~20重量份水溶解，得到的溶液进行真空脱气，然后按照30000~300000IU/5~10克海藻酸钠，往其脱气溶液中加入a -葡萄糖苷酶与I~ 5重量份0.05~0.15mol/LpH4.8~5.2磷酸盐缓冲液，混合均匀，再滴入以重量计0.4~ 0.6%CaCl2凝结液，得到凝结为球形的固定化a -葡萄糖苷酶，接着静置，离心得到上清液与沉淀物，所述上清液弃去，而所述的沉淀物用0.05~0.15mol/LpH4.8~5.2磷酸盐缓冲液洗涤至洗液中没有蛋白质，接着真空抽滤，得到的滤渣是固定化的a-葡萄糖苷酶；B、连续反应把步骤A得到的固定化a-葡萄糖苷酶装入玻璃或不锈钢柱中，然后把这种柱安装在自动控制配套设备中，以葡萄糖浆或麦芽糖浆为底物，所述底物按照它与水的体积比 1:3~5用水进行稀释，接着在温度50~60°C、pH4.5~6.0的反应条件下通过所述的柱， 得到连续反应产物溶液；C、50型低聚异麦芽糖的制备使用双效降膜真空浓缩机在真空度0.05~0.15MPa与温度50~70°C的条件下，对步骤B得到的连续反应产物溶液进行浓缩，得到糖浓度为以重量计60~70%的糖浆，它是50 型低聚异麦芽糖浆。
2.根据权利要求1所述 的制备方法，其特征在于在步骤C中，使用双效降膜真空浓缩机在真空度0.05~0.15MPa与温度50~70°C的条件下，对步骤B得到的连续反应产物溶液进行浓缩，得到糖浓度为以重量计20~25%的糖浆，然后使用喷雾干燥机在进口温度170~ 200°C与出口温度160~190°C的条件下进行喷雾干燥，得到50型低聚异麦芽糖粉。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于将8~10重量份50型低聚异麦芽糖浆或5~8重量份50型低聚异麦芽糖粉溶解于480~520ml水中，让得到的溶液先通过阳离子交换树脂柱，然后通过纳滤膜，或者反之；使用双效降膜真空浓缩机在真空度 0.05~0.15MPa与温度50~70°C的条件下对所得到的溶液进行浓缩，得到糖浓度为以重量计60~70%的糖浆，它是90型低聚异麦芽糖浆。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于将8~10重量份50型低聚异麦芽糖浆或5~8重量份50型低聚异麦芽糖粉溶解于480~520ml水中，让得到的溶液先通过阳离子交换树脂柱，然后通过纳滤膜，或者反之；使用双效降膜真空浓缩机在真空度 0.05~0.15MPa与温度50~70V的条件下，对所得到的溶液进行浓缩，得到糖浓度为以重量计20~25%的糖浆，然后使用喷雾干燥机在进口温度170~200°C与出口温度160~ 190°C的条件下进行喷雾干燥，得到90型低聚异麦芽糖粉。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，使用卡拉胶载体时， 5~10重量份钠型卡拉胶用5~100重量份温度40~60°C水溶解，然后按照30000~ 300000IU/5~10克卡拉胶加入a -葡萄糖苷酶与I~5重量份0.05~0.15mol/LpH4.8~5.2磷酸盐缓冲液，混合均匀，再滴加由0.15mol/LK2S04与以重量计0.1%戊二醛按照重量比1:0.8~1.2组成的凝结液，得到凝结为球形的固定化a -葡萄糖苷酶，接着静置，离心得到上清液与沉淀物，所述上清液弃去，而所述的沉淀物用0.05~0.15mol/LpH4.8~5.2磷酸盐缓冲液洗涤至洗液中没有蛋白质，接着真空抽滤，得到的滤渣是固定化的α-葡萄糖苷酶。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，使用壳聚糖载体时，取 0.1~1.0重量份30~50目壳聚糖，它的脱乙酰度是80~95%，它的分子量是200000~ 400000Da，往所述壳聚糖中加入2~20重量份0.05~0.15mol/L、pH2.5~7.5磷酸盐缓冲液，再按照30000~300000IU/0.1~1.0克壳聚糖加入α -葡萄糖苷酶，混合均匀，在室温下吸附0.5~8.0小时，然后在以体积计0.5~5%戊二醛的存在下，在温度4~60°C下进行交联1~8小时，接着静置，离心得到上清液与沉淀物，所述上清液弃去，而所述的沉淀物用0.05~0.15mol/LpH4.8~5.2磷酸盐缓冲液洗涤至洗液中没有蛋白质，接着真空抽滤，得到的滤渣是固定化的α-葡萄糖苷酶。
7.根据权利要求1、5或6所述的制备方法，其特征在于所述固定化的α-葡萄糖苷酶的酶活是30000~300000IU/ml，酶活回收率达60~80%。
8.根据权利要求1、5或6所述的制备方法，其特征在于所述固定化的α-葡萄糖苷酶在温度50~60°C与pH4.5~6.0的条件下可连续反应20~24天。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于以所述50型低聚异麦芽糖干物质重量计，所述50型低聚异麦芽糖浆或所述50型低聚异麦芽糖粉的总低聚异麦糖含量为 55%以上，其中异麦芽糖、异麦芽糖、潘糖与异麦芽三糖总含量为35%以上。
10.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于以所述90型低聚异麦芽糖干物质重量计，所述的90型低聚异麦芽糖浆或90型低聚异麦芽糖粉的总低聚异麦糖含量为95% 以上，其中异麦芽糖、异麦芽糖、潘糖与异麦芽三糖总含量为70%以上。
【文档编号】C12P19/14GK103497983SQ201310478321
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】周桂荣, 周华生, 成恒嵩, 杨月, 戴舒春 申请人:无锡健特药业有限公司