[發(fā)明專利]一種殼聚糖固定化蒜氨酸酶及制備大蒜素方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910236538.1
• 申請(qǐng)日: 2009-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN101696407A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜;王成濤;曹雁平;孫寶國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/10
• 分類號(hào): C12N11/10;C12P11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種殼聚糖固定化蒜氨酸酶及制備大蒜素方法，屬于食品、醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于功能食品、保健品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)。

背景技術(shù)

大蒜(garlic)屬百合科蔥屬植物蒜(Alium?Sativam?L.)的鱗莖，大蒜具有特殊的香辛氣味，能促進(jìn)消化、增進(jìn)食欲，有效地抑制或殺滅一些革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌及許多真菌。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已證實(shí)，大蒜具有消炎、殺菌、抗病毒、降血壓，抗氧化、抗血栓、抗腫瘤、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力等多種功效，具有顯著的保健作用和藥用價(jià)值。近來研究還發(fā)現(xiàn)，大蒜能阻止亞硝胺在人體內(nèi)的合成、阻止癌細(xì)胞在人體內(nèi)的擴(kuò)散，所以它還具有防癌作用。大蒜具有的這些功效和大蒜中的大蒜素有關(guān)。大蒜素是大蒜中的蒜氨酸酶(alliinase，EC4.4.1.4)催化蒜氨酸(alliin，烯丙基硫代半胱氨酸亞砜)生成的含硫有機(jī)化合物，其化學(xué)名稱為二烯丙基硫代亞磺酸酯，分子量為162.26，其結(jié)構(gòu)式如下圖所示

大蒜素具有多種生理和保健功能。其作用表現(xiàn)在：①抑菌殺菌。對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎球菌，鏈球菌等有害菌有明顯抑制和殺滅作用，對(duì)有益菌如干酪乳桿菌則無抑制作用。可以預(yù)防多種疾病，常有人用大蒜來治療感冒及慢性腸炎。②保護(hù)心血管系統(tǒng)和降血脂作用。大蒜素可改善微循環(huán)，增加外周血流量，抑制凝血因子的活性，有明顯的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用，對(duì)高膽固醇血癥引起的主動(dòng)脈粥樣硬化具有較好的保護(hù)作用。③預(yù)防腫瘤作用。大蒜素能抑制和干擾多種化學(xué)性致癌物，阻斷致癌物對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生的誘變過程(如苯并芘的致癌過程)，參與細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA正常的分裂和修復(fù)過程，能夠預(yù)防肺癌、肝癌、食道癌的發(fā)生；大蒜素中二烯丙基硫是非常重要的抗癌因子，通過防止致癌物形成，干擾致癌物的活化，增強(qiáng)解毒性能，避免正常細(xì)胞向癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步阻止腫瘤細(xì)胞的形成。④誘食增食。散發(fā)獨(dú)特的大蒜香味，使動(dòng)物產(chǎn)生食欲感，使之迅速攝食；同時(shí)攝取后可增強(qiáng)胃液分泌和胃腸蠕動(dòng)，促進(jìn)消化，能夠起到顯著的調(diào)節(jié)腸胃功效⑤大蒜素可誘導(dǎo)人淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化，增加T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化，增加巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的功能活動(dòng)，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。因此，大蒜素廣泛用于功能食品、臨床醫(yī)藥，及飼料添加劑中。

研究發(fā)現(xiàn)未破損的新鮮大蒜中沒有游離的大蒜素，只有它的前體物質(zhì)即蒜氨酸(S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜(S-allyl-L-cysteine?sulfoxide；alliin)，蒜氨酸酶和它的天然底物蒜氨酸存在于大蒜的不同部位，只有當(dāng)大蒜破損，兩者才能相互接觸，蒜氨酸酶將蒜氨酸催化分解為大蒜素。因此，在大蒜素形成過程中，蒜氨酸和蒜氨酸酶起著重要作用。

為提高大蒜素得率，便于連續(xù)化生產(chǎn)，本發(fā)明利用殼聚糖對(duì)蒜氨酸酶進(jìn)行固定化，利用固定化的蒜氨酸酶催化蒜氨酸轉(zhuǎn)化為大蒜素，提高蒜氨酸酶的穩(wěn)定性和酶促反應(yīng)速度，提高蒜氨酸的轉(zhuǎn)化率和大蒜素的得率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種殼聚糖固定化蒜氨酸酶及制備大蒜素方法，該技術(shù)方法利用殼聚糖固定化蒜氨酸酶，催化蒜氨酸轉(zhuǎn)化生成大蒜素，提高蒜氨酸轉(zhuǎn)化率和大蒜素得率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明是一種殼聚糖固定化蒜氨酸酶及制備大蒜素方法，固定化酶特征為以殼聚糖為固定化材料，采用交聯(lián)-吸附相結(jié)合的方法固定化蒜氨酸酶，利用固定化蒜氨酸酶連續(xù)式(或間歇式)催化蒜氨酸轉(zhuǎn)化為大蒜素，提高蒜氨酸酶的穩(wěn)定性，提高蒜氨酸轉(zhuǎn)化率和大蒜素得率。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)的：(1)殼聚糖微球的制備；(2)殼聚糖的交聯(lián)及微球載體的制備；(3)蒜氨酸酶固定化；(4)固定化蒜氨酸酶催化蒜氨酸生成大蒜素。

本發(fā)明的技術(shù)效果

大蒜破碎后可釋放蒜氨酸酶，該酶可催化蒜氨酸轉(zhuǎn)化生成大蒜素，但蒜氨酸酶不穩(wěn)定，容易失活，造成酶的利用率，產(chǎn)物得率低，而且生成的產(chǎn)物大蒜素需要進(jìn)行復(fù)雜的分離過程，才能將其從反應(yīng)體系中分離出來。本發(fā)明是通過戊二醛交聯(lián)方式將蒜氨酸酶固定在殼聚糖微球中，利用固定化蒜氨酸酶可以連續(xù)或間歇地催化蒜氨酸轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物大蒜素，提高了酶促反應(yīng)速度，提高了蒜氨酸的轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物得率，同時(shí)省略了產(chǎn)物分離過程，降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過以下5個(gè)步驟具體實(shí)施：

(1)殼聚糖微球的制備：將殼聚糖溶解在0.5％的醋酸溶液中，制成2％的殼聚糖溶液。用注射器將殼聚糖溶液滴加到含有10％的氫氧化鈉和95％乙醇溶液中，制成2-3mm左右的殼聚糖微球，用蒸餾水洗至中性，保存在蒸餾水中備用。