[發明專利]一株產菊糖果糖轉移酶的菌株和用該酶生產雙果糖酐III的方法

有效

• 申請號: 201410327029.0
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104087537A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 沐萬孟;江波;汪瀟;張濤
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/10;C12P19/18;C12P19/12;C12R1/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明涉及能夠生產菊糖果糖轉移酶的一種新的微生物及其培養發酵生產菊糖果糖轉移酶，并將該酶用于轉化菊糖制備雙果糖酐III的方法，屬于食品生物技術領域。更具體地說，本發明涉及一株實驗室保藏的氯酚節桿菌（Arthrobacter?chlorophenolicus）SK?33.?001，它能夠產生菊糖果糖轉移酶，并利用該菊糖果糖轉移酶轉化菊糖生成如下結構的雙果糖酐III?（α-D-fructofuranose-2’,1:2，3’-β-D-fructofuranose?dianhydride）。

背景技術

近年來，功能食品成為廣大消費者關注的熱點，其開發更是廣大食品從業者研發的焦點。而糖尿病、肥胖和心血管疾病人群的逐年增加和低齡化，使得低熱量，具有更多功能營養特性的功能性甜味劑成為關注的熱點。

雙果糖酐III（Difructose?anhydride）是一種新型的非還原性雙糖，在自然界中少量存在于菊苣、菊芋等植物中，少量出現于蜂蜜、咖啡等的加工過程中。其相對甜度為蔗糖的52%，而熱量值卻只有蔗糖的1/15?(0.263?kcal/g)；雙果糖酐III對熱和酸十分穩定，在一般食品加工條件下，幾乎不會出現褐變或分解現象，能耐硬糖生產時的高溫熬煮而不褐變。同時雙果糖酐III還具有良好的功能特性，如在消化道不吸收，且不產生能量，可作為一種甜味劑被用作減肥輔助治療；作為一種增歧因子，可促進腸道微生物的生長，明顯改善排便、利尿功能；作為促進礦物質元素吸收的功能性糖，可使得Ca、Mg、Zn、Cu等礦物質元素被人體吸收利用的程度大大提高，增進骨骼生長。這些優點使其在食品工業中的應用有廣闊的前景。

由于雙果糖酐III在自然界的含量極低，天然提取分離成本高，不適宜工業化大生產的要求，化學催化法有形成許多副產物和化學污染物等不利的因素，使得價格低廉，轉化率高的生物轉化技術成為生產雙果糖酐III的研究熱點。

自1973年Uchiyama首次從產脲節桿菌中發現了一種新型菊糖酶（inulase?П），使用生物轉化法制備雙果糖酐III的研究已經有30余年的歷史。迄今為止，?已發現十余種微生物可以產生此酶，主要集中在節桿菌屬，包括Arthrobacter?ureafaciens?7116、Arthrobacter?ilicis?OKU17B、Arthrobacter?globiformis?C11-1、Arthrobactersp.?H65-7、Arthrobactersp.?A-6、Arthrobacter??pascens?T13-2、Arthrobactersp.?Bu0141、Arthrobactersp.?L68-1，另外在三種其他菌屬中也發現了此酶，如Flavobacteriumsp.?LC-413、Bacillus?sp.?snu-7、Leifsoniasp.?T88-4。

本發明人深入調查和研究了現有技術并對各種高收率生產雙果糖酐III的方法進行了研究，最終我們篩選到一株能夠產生菊糖果糖轉移酶的新微生物，證明了通過此酶與高濃度的菊糖反應能夠得到高轉化率的雙果糖酐III，并通過濃縮、噴霧干燥、結晶的方法制得了糖漿、粉末或晶體三種形式的雙果糖酐III。?基于上述發現提出了本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的微生物，它能夠生產高酶活的菊糖果糖轉移酶。

本發明的另一個目的是提供一種該菊糖果糖轉移酶與高濃度菊糖溶液反應的方法，以得到高轉化率的雙果糖酐III。

本發明的再一個目的是提供一種雙果糖酐III提純與精制的方法，以得到雙果糖酐III糖漿、粉末或晶體。

為了實現上述目的，本發明提供一種由實驗室保藏的氯酚節桿菌（Arthrobacter?chlorophenolicus）SK?33.?001，能夠產生菊糖果糖轉移酶的菌株，并利用該菊糖果糖轉移酶轉化菊糖生成雙果糖酐III。本發明采用的Arthrobacter?chlorophenolicus?SK?33.?001發酵生產的菊糖果糖轉移酶，酶活較高，能夠將菊糖轉化為雙果糖酐III，且雙果糖酐III轉化率高達75%以上，副產物少，除雙果糖酐III和未轉化的菊糖外，只有少量的低聚果糖。