[發(fā)明專利]一種通過改變反應(yīng)壓力調(diào)節(jié)β?半乳糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷活力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410190850.2
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104017788B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華霄;楊瑞金;楊蕙;王市偉;葉發(fā)銀;張文斌;趙偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12N9/38
• 分類號: C12N9/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性糖技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通過改變反應(yīng)壓力調(diào)節(jié)β-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷活力的方法。?

背景技術(shù)

β-半乳糖苷酶(EC3.2.1.23)同時具有水解和轉(zhuǎn)糖苷活力。當(dāng)以乳糖為半乳糖苷供體底物時，β-半乳糖苷酶可將半乳糖苷轉(zhuǎn)到不同的糖苷受體上。當(dāng)水分子為半乳糖苷受體時，其反應(yīng)為水解反應(yīng)，產(chǎn)物為葡萄糖和半乳糖；當(dāng)果糖為半乳糖苷受體時，其反應(yīng)為轉(zhuǎn)糖苷反應(yīng)，產(chǎn)物包括乳果糖和1-乳果糖；乳糖自身也可作為半乳糖苷受體，這時的轉(zhuǎn)糖苷反應(yīng)產(chǎn)物包括聚合度在3～6的一系列低聚半乳糖。乳果糖、1-乳果糖和低聚半乳糖都是功能性低聚糖，具有調(diào)節(jié)結(jié)腸生理環(huán)境、促進營養(yǎng)吸收、提高人體免疫力等功能活性，是醫(yī)藥和食品工業(yè)的重要原輔料。?

通常β-半乳糖苷酶催化轉(zhuǎn)化乳糖的條件是：反應(yīng)溫度4～50℃，pH5～7，乳糖濃度100～800g/L，果糖濃度0～400g/L，酶添加量1000～4000U/L，反應(yīng)時間1～6h。所得糖漿中含有原料乳糖和果糖，水解產(chǎn)物葡萄糖和半乳糖，轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物乳果糖、1-乳果糖及低聚半乳糖。特別地，當(dāng)果糖與乳糖的質(zhì)量比大于1∶5時，低聚半乳糖的合成被完全抑制，轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物僅有乳果糖和1-乳果糖。?

目前β-半乳糖苷酶催化轉(zhuǎn)化乳糖的水解活力高，而轉(zhuǎn)糖苷活力低。這是由于反應(yīng)體系中，水分子的摩爾數(shù)量遠大于果糖、乳果糖的摩爾數(shù)量(摩爾比約為50～80∶1)，因此在競爭半乳糖苷時占據(jù)優(yōu)勢。通常利用β-半乳糖苷酶催化轉(zhuǎn)化乳糖，所得轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物得率僅為8～20％(對原料質(zhì)量比)，因此需要找到一種簡便易行的提高β-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷效率的方法。改變反應(yīng)溫度、pH和反應(yīng)時間是調(diào)控反應(yīng)進程的重要手段，在目前已經(jīng)報道的文獻及公布的專利中，已經(jīng)得到充分優(yōu)化，但其效果并不理想。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡便易行的提高β-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷活力的方法，通過改變反應(yīng)環(huán)境壓力，實現(xiàn)調(diào)節(jié)β-半乳糖苷酶水解活力和轉(zhuǎn)糖苷活力的平衡，提高轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物得率。?

本發(fā)明的原理為：當(dāng)反應(yīng)環(huán)境壓力降低時，反應(yīng)體系中各種分子的運動活力提高；而當(dāng)反應(yīng)環(huán)境壓力提高時，反應(yīng)體系中各種分子的運動活力降低；而由于水分子(18g/mol)、單糖(180g/mol)和二糖(362g/mol)之間摩爾質(zhì)量差異很大，因此它們的分子運動活力隨著壓力變化而變化的程度有顯著差異。分子碰撞是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的前提，分子運動活力的變化直接改變了分子碰撞概率。反應(yīng)環(huán)境壓力發(fā)生變化時，β-半乳糖苷酶的水解活性和轉(zhuǎn)糖苷活性改變的程度不同。因此，可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力的方法，提升β-半乳糖苷酶的轉(zhuǎn)糖苷活性，從而提高轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物得率。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)實現(xiàn)：?

一種通過改變反應(yīng)壓力調(diào)節(jié)β-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)糖苷活力的方法，該方法步驟如下：?

(1)乳糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)：以乳糖為半乳糖苷供體底物，以乳糖和/或果糖為半乳糖苷受體底物，以β-半乳糖苷酶為催化劑，將乳糖和果糖溶解在水中，配成乳糖濃度為100～800g/L，一定濃度果糖的混合溶液；半乳糖苷酶添加量1000～4000U/L，調(diào)節(jié)溶液pH為6.0～7.5，在反應(yīng)壓力為0.005～2.5MPa下，30～50℃下攪拌反應(yīng)1～24h；?

(2)反應(yīng)的停止：將反應(yīng)液加熱到80～90℃，保持5min。?

特別地，所述的反應(yīng)壓力為0.005～2.5MPa。?

特別地，所述的反應(yīng)體系中果糖添加量為0～400g/L。?

本發(fā)明的有益效果在于：通過調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力，可以同時制備乳果糖、1-乳果糖和低聚半乳糖，可使乳果糖得率達到5～10％(對乳糖初始添加量)，1-乳果糖得率達到10～20％(對乳糖初始添加量)，低聚半乳糖得率達到10～30％(對乳糖初始添加量)，轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物總體得率可達到20～50％(對轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物，水解產(chǎn)物總質(zhì)量)。?

附圖說明

說明書附圖為實施例1反應(yīng)產(chǎn)物的高效液相色譜(HPLC)圖，橫坐標(biāo)為保留時間，各峰按編號順序依次為：1.果糖；2.葡萄糖和半乳糖；3.乳果糖；4.1-乳果糖；5.乳糖；6.低聚半乳糖-1；7.低聚半乳糖-2。?

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。?

實施例1?