[發明專利]一種生物轉化制備新科斯糖的方法

有效

• 申請號: 201010181831.5
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101914588A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 徐學明;寧亞維;楊哪;金征宇;謝正軍;趙建偉
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P19/00
• 分類號: C12P19/00;C12R1/645
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

一種全細胞生物轉化制備新科斯糖的方法，屬于生物工程技術領域。

背景技術

新科斯糖(neokestose)是一種蔗果三糖族低聚糖，由蔗糖分子中的D-果糖和果糖基通過β-2，6糖苷鍵結合而成的。它除具有普通低聚果糖所具有的雙向調節體內菌群，防止便秘和腹瀉；降低血脂預防心血管疾病；促進維生素合成提高免疫力；抑制腐敗菌保護肝臟；促進鈣、鎂、鋅、鐵等礦物元素吸收促進生長發育及預防骨質疏松；預防齲齒等生理功能外，還具有優于普通低聚果糖的促雙歧桿菌增殖能力，因此被稱為高效益生元。另外，據Jung?Soo?Lim?et?al(2007)的報道，新科斯糖還具有較普通低聚果糖低的粘度和高的熱穩定性，因而更有利于食品加工。

目前國內外主要利用“兩步法”來生產低聚果糖，即首先利用微生物發酵生產果糖苷酶，然后將果糖苷酶作用于蔗糖底物進行分子間果糖基轉移反應來合成低聚果糖。而利用“一步法”即全細胞法，在同一發酵過程中實現果糖苷酶的生產與酶催化底物蔗糖生成低聚果糖的研究則較少。全細胞生物轉化法，直接利用全細胞做生物催化劑對外源底物進行結構修飾的生產方法。此法免去了繁雜的酶分離純化步驟，且與固定化全細胞生產方法相比，更容易操作，避免了固定化過程對細胞酶活的損失。另外，本發明方法避免了本實驗室已授權專利ZL200610039671.4所用發酵法產新科斯糖分離純化困難的缺點。因此，全細胞生物轉化生產方法能大大降低新科斯糖生產成本，具有較好的工業化生產潛力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新科斯糖的生物轉化法制備方法，此方法能夠大量且低成本生產新科斯糖。

本發明的技術方案：一種生物轉化制備新科斯糖的方法，包括如下步驟：種子培養、細胞增殖培養、靜息細胞的制備、新科斯糖的法夫酵母全細胞生物轉化工藝；

(1)種子培養：

出發菌株：法夫酵母(Xanthophyllomyces?dendrorhous)269；該菌株已在《食品科技》NO.11.2003，p54-57《法夫酵母色素提取方法的研究》報導，且在ZL200610039671.4中運用。保證該菌株在本發明申請日后20年內向公眾發放。

種子培養基：蔗糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L；

將法夫酵母269接種于種子培養基中，于18-24℃搖床180-250r/min振蕩培養40-48h，制得種子液；

(2)細胞增殖培養：

發酵培養基：蔗糖30-60g/L，蛋白胨3-8g/L，酵母膏3-8g/L；

將種子液接種于發酵培養基中，于18-24℃搖床180-250r/min、32-48h條件下大量生產法夫酵母細胞；

(3)靜息細胞的制備：

通過離心法收集上述發酵所產法夫酵母細胞，用檸檬酸磷酸緩沖液洗滌兩遍，然后懸浮于同樣的緩沖液中得靜息細胞；

(4)新科斯糖的法夫酵母全細胞生物轉化工藝：

將靜息細胞離心并收集濕菌體，即為法夫酵母全細胞，經稱重后直接加入蔗糖溶液中轉化制備新科斯糖，轉化條件為：反應體系為蔗糖溶液，法夫酵母全細胞加入量40-100g/L，蔗糖濃度為：200-600g/L，反應溫度：20-30℃，反應時間：4-8h，細胞菌齡：32-48h。

本發明的有益效果：法夫酵母全細胞生物轉化方法免去了繁雜的酶分離純化步驟，且與固定化全細胞生產方法相比，更容易操作，避免了固定化過程對細胞酶活的損失，新科斯糖的轉化率可達55％以上，轉化糖液直接濃縮干燥即可達P55級。該工藝具有操作簡單，轉化率高，成本低等優點，因此具有較高的工業化生產潛力。

附圖說明

圖1細胞加入量對新科斯糖產量的影響。

圖2蔗糖濃度對新科斯糖產量的影響。

圖3反應溫度對新科斯糖產量的影響。

圖4反應時間對新科斯糖產量的影響。

具體實施方式

本發明將在以下的實施例中進一步闡述，但這并不成為對發明范圍的限制。

實施例1

菌株：法夫酵母269；種子培養基：蔗糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L。

發酵培養基：蔗糖50g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L。

種子培養：挑取兩環法夫酵母接種于種子培養基中，于20℃搖床180r/min振蕩培養48h，制得種子液。

細胞增殖培養：在20℃、振蕩速度為220r/min的條件下在發酵培養基中大量生產法夫酵母細胞。發酵40h后離心收集所產微生物，用檸檬酸磷酸緩沖液洗滌兩遍，然后懸浮于同樣的緩沖液中得靜息細胞。