[發(fā)明專利]一種海藻糖的生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310378497.6
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104418919A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑛;周日尤;伍玉碧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京凱通糧食生化研究設(shè)計有限公司
• 主分類號: C07H3/04
• 分類號: C07H3/04;C07H1/06;C07H15/04;C07H1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海藻糖生產(chǎn)的工藝，屬于糖醇生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

海藻糖是一類廣泛存在于酵母、海藻、霉菌、細菌、昆蟲及生物體內(nèi)的非還原性雙糖，它是一種應(yīng)激代謝物，賦予生物體抵抗干燥、干旱、寒冷等惡劣環(huán)境的能力。由于海藻糖具有不同于其他碳水化合物的獨特的生理功能，現(xiàn)已廣泛用于食品、化妝品、藥品、保健品領(lǐng)域，以及用于酶和疫苗等多種生物活性物質(zhì)的穩(wěn)定和保存。

自然界中海藻糖的含量很低，過去主要是從干酵母中提取。酵母在惡劣環(huán)境下生長，酵母體內(nèi)能夠積累大量海藻糖，從酵母體內(nèi)提取海藻糖是最早生產(chǎn)海藻糖的方法。這種生產(chǎn)方法，分離提取過程復(fù)雜，產(chǎn)量低，成本高。

隨著技術(shù)的進步，海藻糖的生產(chǎn)方法和工藝技術(shù)不斷有新的突破。由于酶轉(zhuǎn)化法成本低、工藝簡單、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點而得到大量應(yīng)用。特別是利用海藻糖合成酶，以麥芽糖為底物酶法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)海藻糖，由于原料成本低，工藝簡單，易于調(diào)控，已成為海藻糖工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法。

酶法生產(chǎn)海藻糖在酶的應(yīng)用（包括多種酶共同作用）上近年有了很多新的突破。

申請?zhí)枺?007100130787，《一種提高海藻糖提取收率的方法》，其采用氫化和色譜分離的技術(shù)，將利用微生物或酶使淀粉轉(zhuǎn)化得到的海藻糖與麥芽糖、葡萄糖、麥芽三糖的混合液，進行加氫反應(yīng)，使混合液中的雜質(zhì)生成麥芽糖醇、山梨醇與麥芽三糖醇，而海藻糖由于不具有還原性，在加氫反應(yīng)過程中保持不變，然后再采用模擬移動床的色譜分離技術(shù)，將海藻糖與混合液中的麥芽糖醇、山梨醇和麥芽三糖醇進行分離，使海藻糖的純度和提取收率大幅提高，進而通過降溫結(jié)晶的方式，使海藻糖晶體析出，得到海藻糖產(chǎn)品。

CN201210160403.3公開的海藻糖合成酶，酶轉(zhuǎn)化效率高，以麥芽糖為底物，在25℃反應(yīng)條件下，麥芽糖在轉(zhuǎn)化率達80％左右，產(chǎn)生較少的葡萄糖（在5％以下），這有利提高底物的轉(zhuǎn)化率。

CN201210011457.3公開的海藻糖合成酶，具有轉(zhuǎn)化效率高，反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化麥芽糖生成海藻糖的反應(yīng)產(chǎn)物中海藻糖含量可以達到82％，并且只產(chǎn)生很少的葡萄糖，有利于提高底物的轉(zhuǎn)化率，降低生產(chǎn)成本。應(yīng)用該基因生產(chǎn)的重組海藻糖合成酶可以以市場銷售的麥芽糖漿或者以淀粉制備的麥芽糖漿為原料來制備海藻糖。

CN103201475A公開了一種復(fù)合酶法生產(chǎn)海藻糖的技術(shù)。其所用的麥芽寡糖基海藻糖合成酶和麥芽寡糖基海藻水解酶，在50～60℃，pH5.3～5.5的條件下反應(yīng)25～35h，海藻糖的轉(zhuǎn)化率達76～85%。

酶解液需經(jīng)分離純化、結(jié)晶才能得到海藻糖。分離純化包括去除麥芽糖、葡萄糖和低聚糖，方法有活性炭層析法、離子交換層析法等。但由于此兩種方法過程繁雜、成本高、海藻糖得率低，無法工業(yè)化生產(chǎn)。

CN1807465A公開一種酶解液中分離純化海藻糖的方法，即向酶解液中加入糖化酶，將麥芽糖繼續(xù)糖化為葡萄糖，然后加入釀酒酵母，將溶液中的葡萄糖消化掉。這種方法有二大缺陷至其無法大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用：

第一，耗時長，資源浪費。經(jīng)MTSase（麥芽寡糖基海藻糖合成酶）和MTHase（麥芽寡糖基海藻水解酶）雙酶法轉(zhuǎn)化而得的酶反應(yīng)液中，含有海藻糖、麥芽糖、葡萄糖和少量的低聚糖。將此酶解液糖化反應(yīng)6～12h，將其中的麥芽糖、低聚糖等糖類轉(zhuǎn)化成葡萄糖，時間需6～16h；然后加入釀酒酵母，將葡萄糖發(fā)酵，共耗時6～16h。兩步合計耗時約20～30h，同時酶解液中的麥芽糖、葡萄糖全部耗費掉了。

第二，發(fā)酵產(chǎn)生副產(chǎn)物，處理困難。發(fā)酵產(chǎn)生大量的醇、CO₂、泡沫等，后續(xù)工序要花很大成本去凈化處理。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種工業(yè)上可大量推廣應(yīng)用的海藻糖的高效、清潔生產(chǎn)過程。根據(jù)本發(fā)明，將色譜分離技術(shù)應(yīng)用于海藻糖的工業(yè)化生產(chǎn)。

麥芽糖制取海藻糖的酶解液，經(jīng)過脫色及離交精制處理后，進入色譜分離系統(tǒng)分離。選用常見的工業(yè)上大量使用的鈣型分離劑，可很容易地將葡萄糖與雙糖即麥芽糖、海藻糖分離。

提余液為葡萄糖和少量低聚糖，將其凈化濃縮，即得副產(chǎn)品葡萄糖液。

麥芽糖和海藻糖很難通過色譜分離分開，所以提取液為富含麥芽糖和海藻糖的混合液。麥芽糖還原得到的麥芽糖醇和海藻糖均是附加值很高的產(chǎn)品。將混合液在高溫高壓下加氫，麥芽糖還原為麥芽糖醇，而海藻糖不具有還原性，不被氫化，故得到含麥芽糖醇和海藻糖的氫化液。