[發明專利]使用高產率的半乳糖異構化來制造塔格糖的方法

有效

• 申請號: 200780045683.0
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN101558077A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 金成俌;樸承源;宋相勛;李康杓;吳德根;林昞哲;金慧貞
• 申請（專利權）人: CJ第一制糖株式會社
• 主分類號: C07H7/06
• 分類號: C07H7/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種使用高產率的半乳糖異構化來制造塔格糖的方法， 更特別涉及一種通過在最佳條件下向反應溶液中加入特定結合到塔格 糖，即酮式糖，上的硼酸鹽來顯著提高異構化轉換率的方法以及使用該 方法來制造塔格糖的方法。

背景技術

最近，已經通過化學合成由半乳糖來制造塔格糖。根據化學合成的 常規方法，半乳糖在無機鹽存在下異構化，經金屬氫氧化物作為催化劑 進行媒接，從而形成金屬氫氧化物-塔格糖復合物的中間體。該中間體經 酸中和來制造塔格糖。然而，該化學合成的常規方法，即使它是成本低 且能高產率的制造該產品，但是其工藝非常復雜且效率低下，并產生工 藝廢料。

制造塔格糖的另一方法是酶媒接轉化法，其中醛糖或醛糖衍生物轉 化為酮糖或酮糖衍生物，接著使用酶將半乳糖轉化為塔格糖。已知的是， 已用于L-阿拉伯糖轉化為L-核酮糖的阿拉伯糖異構酶通過使用半乳糖作 為活體外酶底物能夠產生塔格糖。因此，已經報道了許多具有不同來源 的阿拉伯糖異構酶以及使用半乳糖來制造塔格糖的方法。

半乳糖向塔格糖的異構化是一種可逆反應，表明反應物的濃度與產 物的濃度達到平衡。該酶反應的特征在于熱力學上隨著反應溫度的增加 轉化率成正比增加。因此，研制在高溫穩定的新型酶以及使用它異構化 的方法是使用異構酶來制造塔格糖的酶媒接轉化的主要因素。

當在30℃進行異構化24小時時，源自大腸桿菌的常規阿拉伯糖異 構酶具有較低的從半乳糖向塔格糖的為25％的轉化率。經報道，源自嗜 熱微生物嗜熱脂肪土芽孢桿菌(Geobacillus?stearothermophilus)的阿拉 伯糖異構酶在穩定反應條件60℃下具有46％的轉化率。當源自海棲熱袍 菌(thermotoga?maritime)的超嗜熱的阿拉伯糖異構酶在70℃和80℃下的 異構化反應時，半乳糖向塔格糖的轉化率分別為50％和56％(Oh，D.K.， Kim，H.J.，Ryu，SA，Kim，P.，2001.“用于生產工業用塔格糖的1-阿拉伯 糖異構酶的固定化方法”(Development?of?an?immobilization?method?of l-arabinose?isomerase?for?industrial?production?of?tagatose.)Biotechnol. Lett.23，1859-1862.；Kim，H.J.，Oh，D.K.，2005.“用于生產d-塔格糖，來 自于嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌L-阿拉伯糖異構酶的純化及特征” (Purification?and?characterization?of?an?L-arabinose?isomerase?from?an isolated?strain?of?Geobacillus?thermodenitrificans?producing?d-tagatose.)，J. Biotech.Nov?4；120(2)：162-73.Epub?2005?Aug?9.；Lee，D.W.，Jang，H.J.， Choe，EA，Kim，B.C.，Lee，S.J.，Kim，S.B.，Hong.Y.H.，Pyun.Y.R.，2004. “一種熱穩定，來自于超嗜熱海棲熱胞菌的1-阿拉伯糖(d-半乳糖)異 構酶的特征”(Characterization?of?a?thermostable?l-arabinose(d-galactose) isomerase?from?the?hyperthermophilic?eubacterium?Thermotoga?maritima.) Appl.Environ.Microbiol.70，1397-1404.)。

嗜熱酶的應用和高溫下的反應能夠逐漸增加半乳糖向塔格糖的轉化 率。然而，通常，在70℃或以上的反應溫度，糖溶液的褐色程度成正比 地隨著溫度的上升顯著增加。此外，這種高溫反應產生的副產物對最終 產物的純度和提純成本有不利影響。因此，反應溫度的上升是有限的。 所以，最適用的反應溫度似乎是70℃，且在此溫度下異構化的最大轉化 率為56％。到現在為止，還沒有獲得更高的轉化率。

發明內容

因此，本發明人通過證實使用半乳糖的異構化制造塔格糖的方法比常 規方法產生了更高的產率而實現了本發明，該方法包括添加特定結合到 塔格糖上的硼酸鹽的步驟。