[發明專利]一種用于水稻浸種和葉面噴施的殼寡糖的制備方法

無效

• 申請號: 201310132309.1
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103194510A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 梁運祥;蘇一龍
• 申請（專利權）人: 肇慶長龍生物科技有限公司
• 主分類號: C12P19/26
• 分類號: C12P19/26
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 李晶

技術領域

本發明涉及一種聯合酶解生產殼寡糖的方法，屬于生物酶解技術領域。具體而言是以殼聚糖為原料，利用纖維素酶和殼聚糖酶制備殼寡糖的方法。

背景技術

甲殼素（Chitin）也叫甲殼質、幾丁質等，存在于蝦蟹等甲殼類動物以及昆蟲、真菌細胞壁中等，是地球上僅次于纖維素的第二大有機物。一百多年來對甲殼素的研究，揭示了甲殼素的化學本質和一系列重要作用，并形成以甲殼素為原料生產一系列具有重大經濟效益和產業影響的高技術產品。殼聚糖是迄今為止發現的自然界中唯一存在的陽離子型可食用纖維，在醫藥、食品、化妝品和農業等方面都有廣泛且重要的應用價值。甲殼素應用領域已拓展到工業、農業、環境保護、國防、人民生活等各方面。

由于甲殼素不溶于水，工業生產上是先將甲殼素轉化為殼聚糖，再進一步轉化為具有不同分子量和生物活性及用途的殼寡糖產品。許多研究表明，單糖、二糖生物活性較低，聚合度為4～10的殼寡糖生物活性較高。聚合度為4～6的殼寡糖能夠調控植物根瘤菌的生成，激活植物抵抗病原微生物的能力。　

現有殼寡糖的制備方法主要有化學降解法、物理降解法和酶降解法，由于酶降解法可特異性地、選擇性地切斷殼聚糖β-1，4糖苷鍵，降解過程和降解產物的分子量相對易于控制，可得到所需分子量范圍的殼寡糖，而且酶法降解是在較溫和的條件下進行的，相對于其他兩種方法，不需加入大量試劑，環境污染較少。目前已發現30多種專一性或非專一性酶可用于殼聚糖的降解，專一性酶包括甲殼素酶、殼聚糖酶，非專一性酶包括溶菌酶、蛋白酶、纖維素酶等。然而，現有酶解法制備殼寡糖的制造成本高，產品純度低，嚴重制約了殼寡糖的開發應用。技術上的主要問題是專一性殼聚糖酶難以獲得，其工業發酵單位低，制造成本高:酶解生產1克殼寡糖通常需要消耗50單位左右殼聚糖酶。目前，50單位/mL（或克）殼聚糖酶價格在500元人民幣左右/千克，每生產1千克殼寡糖，就需要消耗1千毫升或1千克殼聚糖酶，用酶成本在500元人民幣或以上；如果加上殼聚糖原料成本（殼聚糖原料價格150元人民幣/千克，按照平均酶解轉化率50%計算，生產1千克殼寡糖需要2千克殼聚糖原料）和其他加工費用，每千克殼寡糖的制造成本超過1000元人民幣。如此高的成本和價格成為市場的主要制約因素；纖維素酶、蛋白酶、果膠酶等非專一性酶解酶相對便宜，但可控性差。以纖維素酶為例，其充分酶解（即通過延長酶解時間，至酶解反應自行終止）殼聚糖可獲得轉化率較高的低聚合度（3-4個分子聚合度）殼寡糖產品，并有一定穩定性，但卻不能穩定獲得其他聚合度的殼寡糖產品，因此，其應用有限。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種利用非特異性和特異性殼聚糖酶的聯合作用制備殼寡糖的方法，可用于水稻浸種和葉面噴施，與目前技術和產品比較，其生產可控性強，產品質量穩定，制造成本明顯下降。

本發明的目的將通過下列詳細說明和描述來進一步闡述。

本發明通過非特異性和特異性殼聚糖酶的聯合作用，首先利用非特異性酶對大分子殼聚糖酶進行初級酶解，控制其酶解程度，當酶解產物平均分子量在目標產物分子量的10倍左右時，滅酶停止初級酶解，再利用特異性酶進行次級酶解，當底物最大量轉化為目標產物時，滅酶停止二次酶解。

本發明的一種聯合酶解生產可用于水稻浸種和葉面噴施的殼寡糖的方法，是以市售殼聚糖為原料，利用纖維素酶和殼聚糖酶聯合酶解制備而成，包括下述步驟：

a、準備原料，選擇市售的合格殼聚糖為原料；

b、制備殼聚糖膠體溶液，以水為溶劑，并添加乙酸促溶；

c、纖維素酶酶解，在殼聚糖膠體溶液中添加纖維素酶，控制溫度、pH進行酶解，酶解結束后加溫滅酶；

d、殼聚糖酶接替酶解，在纖維素酶酶解基礎上添加殼聚糖酶，控制溫度、pH進行酶解，酶解結束后加溫滅酶；

e、成品處理。

所述纖維素酶為利用黑曲霉、里氏木霉或綠色木霉發酵生產的纖維素酶。

所述殼聚糖酶為利用Mitsuaria?sp，枯草芽孢桿菌，短小芽孢桿菌或煙曲霉發酵生產的殼聚糖酶。

所述殼聚糖膠體溶液的濃度為1-10%，優選為1-4%。

更進一步地，本發明的用于水稻浸種和葉面噴施殼寡糖制備方法，其工藝步驟如下：

1）、備料：以市售殼聚糖為原料，需符合如下質量要求：