专利名称：含有半乳寡聚糖的组合物及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种含有半乳寡聚糖(galacto-oligosaccharide)的组合物以及一种生产其的有效方法。
背景技术：
已知人类的母乳中含有许多不同的寡糖(低聚糖，oligosaccharide),母乳喂养对婴儿健康的有益影响要归因于这些寡糖(Kunz et al.(2000))。例如，将某些寡糖(如F0S、G0S、或菊糖(inulin))称为益菌素(益生元，prebiotic),这意味着它们促进胃肠系统的有益细菌并且抑制有害细菌。由于寡糖促进健康的作用，常常将它们用于功能性食品中，如婴儿配方和临床营养品。存在一些方法来生产寡糖。一种方法是基于从天然存在的来源中分离寡糖。例如在洋姜(Jerusalem artichoke)、牛蒡、菊苣、韭葱(leek)、洋葱、和芦笑中天然发现的果寡糖(FOS)和菊糖，并且可以从这些农作物中将它们分离。例如在Frank (2002)中描述了由菊苣根茎制备菊糖。合适 的农作物的可用性限制了寡糖的这种生产方法，而且对于更复杂的寡糖的实施而言可以是不可能的。另一种方法是基于酶促合成，其中酶类催化寡糖的合成。Yun (1996)描述了使用具有果糖基转移酶活性的酶类并使用蔗糖作为酶的底物的果寡糖(低聚果糖，fructo-oligosaccharide)的酶法生产(enzymatic production)。在 WO 01/90, 317 A2 中描述了酶促合成的另一个实例，其披露了一种使用特定β -半乳糖苷酶和乳糖作为底物生产式为Gal-Gal-Glc的半乳寡糖(GOS)的方法。
发明内容
本发明的目的是提供生产半乳寡聚糖的改进的方法。此外本发明的目的使提供改进的含有半乳寡聚糖的组合物。本发明人已经出乎意料地发现，可以使用具有β_半乳糖苷酶活性的酶类(优选具有T值为最多0.9)来高效地合成特定类型的半乳寡聚糖，其中半乳糖基受体与半乳糖基供体不同。从而，本发明的一方面涉及一种包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物的生产方法，该方法包括以下步骤:a)提供包含以下的混合物-包含结合至离去基团的半乳糖基基团的半乳糖基供体，-不同于半乳糖基供体的半乳糖基受体，以及其中半乳糖基受体和半乳糖基供体之间的摩尔比至少为1:10，其中该混合物包含至少0.05mol/L的半乳糖基受体，b)提供具有β -半乳糖苷酶活性的酶，所述酶与混合物接触，c)使酶释放半乳糖基供体的离去基团并将半乳糖基供体的半乳糖基基团转移至半乳糖基受体上，从而形成半乳寡聚糖，由此获得包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物。本发明公开了用于高产率低廉且有效地生产复杂的半乳寡聚糖组合物。此外本发明表现出降低可能导致不期望的副产品的半乳糖基供体的自身半乳糖苷化(self-galactosylation)程度,从组合物中除去这类副产品是昂贵的。优选地，除β -半乳糖苷酶活性之夕卜，酶也具有转半乳糖苷(transgalactosylation)活性。也可以优选具有最多为0.9的T值的酶。在本发明的背景下，术语β -半乳糖苷酶的“转半乳糖苷活性”指的是酶将半乳糖基基团从供体分子(例如乳糖分子)转移至非水分子(例如另一种乳糖分子)的能力。T值是β -半乳糖苷酶使用乳糖既作为半乳糖基供体又作为半乳糖基受体的转半乳糖苷效率的度量。β-半乳糖苷酶的T值的测定是根据试验以及在实施例2中描述的公式进行的。利用以下公式计算T值:
T倌=产生的半乳糖的量(moD使用的乳糖的量(卿/)在没有任何转半乳糖苷活性的情况下，对于使用的每mol的乳糖，乳糖酶将产生Imol的半乳糖，并将具有的T值为I。具有极高转半乳糖苷活性的β_半乳糖苷酶将使用几乎所有的来自乳糖的半乳糖基基团用于转半乳糖苷而不是产生半乳糖，随之得到接近O的T值。本发明的又一方面涉及包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物，其中组合物可以通过如本文中描述的方法获得。 将本发明另外的目的和优点描述如下。
图1a显示了在实施例3中描述的混合物(含有乳糖和L-岩藻糖)在用酶温育之前的HPLC色谱图。图1b显示了实施例3的混合物在用酶温育之后的HPLC色谱图，其中清晰地给出了含有L-岩藻糖的半乳寡聚糖的峰(峰6、峰7、和峰8)。图2包括实施例3的混合物中的乳糖、葡萄糖、和半乳糖在酶促反应期间的浓度(任意单位)的曲线图。图3包括实施例3的混合物中的寡糖Gal-Fuc、Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反应期间的浓度(任意单位)的曲线图。图4包括实施例4的混合物中的寡糖Gal-Fuc、Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反应期间的浓度(任意单位)的曲线图。图5 包括实施例 5 的混合物中的寡糖Gal-GalNAc、Gal-Gal-GalNAc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-GalNAc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反应期间的浓度(任意单位)的曲线图。图6包括实施例6的混合物中的寡糖Gal-Xyl、Gal-Gal-Xyl/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Xyl/Gal-Gal -Gal-Glc在酶促反应期间的浓度(任意单位)的曲线图。
具体实施方式
如上所述，本发明的一方面涉及一种包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物的生产方法，该方法包括以下步骤:a )提供混合物，包含-包含结合至离去基团的半乳糖基基团的半乳糖基供体，-不同于半乳糖基供体的半乳糖基受体，以及其中半乳糖基受体和半乳糖基供体之间的摩尔比至少是1:10，其中该混合物包含至少0.05mol/L的半乳糖基受体，b)提供具有β -半乳糖苷酶活性和优选具有最多为0.9的T值的酶，所述酶与混合物接触，以及c)使酶释放半乳糖基供体的离去基团并将半乳糖基供体的半乳糖基基团转移至半乳糖基受体，从而形成半乳寡聚糖，由此获得包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物。在本发明的背景下,术语“糖基基团”(glycosyl group)指的是通过从单糖或较低寡聚糖(如二糖或三糖)上或从相应的糖醇上除去一个或两个羟基而得到的基团。本文中的术语用来描述半乳糖基供体、半乳糖基受体、和寡聚糖的各种结构单元(building block)。大多数常见糖类和它们相应的糖基基团的缩写在下面示出。
权利要求
1.一种包含一种或多种半乳寡聚糖的组合物的生产方法，所述方法包括以下步骤:a)提供包含以下的混合物-包含结合至离去基团的半乳糖基基团的半乳糖基供体，所述半乳糖基供体的摩尔重量最多为350g/mol,-不同于所述半乳糖基供体的半乳糖基受体，所述半乳糖基受体是糖类或糖醇，以及其中所述半乳糖基受体和所述半乳糖基供体之间的摩尔比至少为1:10，并且其中所述混合物包含至少0.05mol/L的所述半乳糖基受体，b)提供具有β-半乳糖苷酶活性和具有最多为0.9的T值的酶，所述酶与所述混合物接触，以及c)使所述酶释放所述半乳糖基供体的所述离去基团，并将所述半乳糖基供体的所述半乳糖基基团转移至所述半乳糖基受体，从而形成所述半乳寡聚糖，由此获得包含所述半乳寡聚糖的所述组合物。
2.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述半乳糖基供体的所述离去基团是糖基基团。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述酶包含:-相对于SEQ ID N0.2的氨基酸序列具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相对于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Met (I)至Ile (1174)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相对于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Met (I)至Gly (1752)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相对于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述酶包含相对于SEQID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少90%的序列同一性的氨基酸序列。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述酶具有相对于SEQID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少90%的序列同一性的氨基酸序列。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述酶具有SEQID N0.2的氨基酸序列 Val (33)至 Ile (1174)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，步骤c)包括加入另外的半乳糖基供体。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤c)期间，所述混合物的半乳糖基供体的浓度保持在浓度为0.01-lmol/L的范围内。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤:d)富集步骤c)的所述组合物中的所述半乳寡聚糖。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述富集包括色谱分离和/或纳米过滤。
11.一种可通过根据权利要求1-10中的任一项所述的方法获得的含有半乳寡聚糖的组合物。
12.—种含有半乳寡聚糖的组合物，包含:-具有通式Gal-X的第一半乳寡聚糖，-具有通式Gal2X的第二半乳寡聚糖，以及-具有通式Gal3X的第三半乳寡聚糖；其中X是糖基基团，其不是乳糖基或葡糖基，并且其中，以下两者之间的摩尔比至少为5:95:-所述半乳寡聚糖Gal-X、Gal2X、和Gal3X的总量，和-所述半乳寡聚糖Gal-Glc、Gal2Glc, Gal3Glc的总量。
13.根据权利要求11或12所述的含有半乳寡聚糖的组合物，其中，所述第一半乳寡聚糖、所述第二半乳寡聚糖、和所述第三半乳寡聚糖之间的摩尔比是50-99:1-45:0.5-25。
14.根据权利要求11-13中的任一项所述的含有半乳寡聚糖的组合物，相对于所述含有半乳寡聚糖的组合物的总重量，包含所述第一半乳寡聚糖、第二半乳寡聚糖、和第三半乳寡聚糖的总量为按重量计至少10%。
15.一种包含根据权利要求11-14中的任一项所述的含有半乳寡聚糖的组合物的食品。
全文摘要
本发明涉及一种含有半乳寡聚糖的组合物的生产方法，以及含有这种半乳寡聚糖的组合物。
文档编号C07H3/06GK103080329SQ201180035455
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者汉斯·贝特尔森, 彼得·朗堡魏谢 申请人:阿尔拉食品公司