[發明專利]一種低溫微波場強化酶促合成異槲皮苷的方法

在審

• 申請號: 201410658021.2
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104450833A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王俊;宮安;仰榴青;吳向陽
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C12P19/60
• 分類號: C12P19/60
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明具體涉及一種低溫微波強化酶促水解蘆丁高效合成異槲皮苷的方法，屬于食品添加劑生物加工領域。

背景技術

現有技術：異槲皮苷（Isoquercitrin），即槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷（Quercetin-3-glucose），是一種自然界中非常罕見但具有顯著抗氧化性、抗腫瘤等生物活性的黃酮類有效成分，也是近年來國際上新型功能性食品添加劑EMIQ（Enzymatically?modified?isoquercitrin）的合成原料（Toxicology,?2010,?268(3):213-218）。此外，它還可抑制人體內血管緊張素轉化酶而具有抗高血壓功效，且具有利尿和保鉀的功效（Gasparotto,?2011,?134(2):363-372）。

專利CN?101985639?A以自然界分布廣泛、來源豐富的蘆丁為原料，經糖苷酶催化水解反應制備異槲皮苷，建立了酶促水解蘆丁定向合成異槲皮苷的生物轉化工藝。通過添加少量的離子液體作為共溶劑，酶促水解蘆丁制備異槲皮苷的產率大幅度提高，但反應時間仍需10?h（Bioresource?Technology,?2013,?128:156-163）。專利CN?102286577?A、CN?102286575?A、CN?102286576?A和CN?102876746?A中分別使用超聲、金屬離子、共溶劑和離子液體對酶促水解蘆丁合成異槲皮苷的體系進行了過程強化，在提高異槲皮苷得率方面均取得了一定的促進效果。基于此，酶促水解蘆丁被公認為是制備異槲皮苷最有前景的方法，提高橙皮苷酶中α-L-鼠李糖苷酶的定向催化功能是該生物加工過程的關鍵，也是提高酶法制備異槲皮苷的重要途徑。因此，亟需找到一種方法用來提高α-L-鼠李糖苷酶的酶促反應速度與強度，以期達到提高異槲皮苷轉化率、蘆丁原料利用率和時空生產效率。

大量的研究表明：微波輻射具有增大反應速度、提高平衡轉化率、減少副產物、改變立體選擇性等無法單純地用熱效應來解釋的其它效應。微波輻射會使酶蛋白分子裸露程度變大，而酶蛋白分子的適度裸露對酶與底物的契合是很重要的：酶蛋白分子適度的裸露有利于酶蛋白分子更好地與底物結合，從而加快反應速度；過度的裸露使酶的結構過于松散，可能會破壞酶特有的疏水袋結構，有利于競爭性副反應的發生（Russian?Journal?of?Physical?Chemistry?A,?2008,?83?(9):?1473-1477）。Zarevucka等在微波輻射下，通過反向水解法和轉糖基作用，酶促合成了烷基β-D-吡喃葡萄糖苷和烷基β-D-吡喃半乳葡萄糖苷，表明微波輻射能夠顯著提高酶催化性能的區域選擇性（Biotechnology?Letter,?1999,?21(9):785-790）。Bradoo等研究了微波輻射和常規加熱兩種熱模式下不同酶的酶催化反應，結果表明兩種模式下的酶促反應具有相似的底物選擇性（Journal?of?Biochemical?and?Biophysical?Methods,?2002,?51(2):115-120）。Ruan?Guihua等使用微波消解技術對銀杏蛋白質進行酶促消解，其消解率和抗氧化活性明顯優于傳統消解方法（Journal?of?Molecular?Catalysis?B:?Enzymatic,?2012,?94:23-28）。此外，CN?101775425?A公開了一種用微波輔助環糊精葡萄糖基轉移酶催化合成改性甜菊糖苷的方法，不僅顯著加快了酶促反應的速率，而且不會產生在常規條件下出現的酶失活現象。

酶促水解蘆丁制備異槲皮苷的工藝作為食品加工、醫藥衛生等多領域的熱門研究方向，但是目前尚未實現工業化應用，原因除了蘆丁等大多天然糖苷底物的溶解性差之外，最主要的是α-L-鼠李糖苷酶的催化反應時間過長導致效率較低。因此，本專利在酶促合成異槲皮苷過程中采用低溫微波場致強化的策略，該方法操作簡便，反應條件溫和，產物得率高，環境友好，特別是反應時間大大縮短，從而克服傳統糖苷酶催化合成效率低的缺點，為異槲皮苷的生物合成及其功能性食品的開發提供可靠的理論依據。

發明內容

技術問題：針對現有技術中所述的不足，本發明提供了一種低溫微波場致強化酶促水解蘆丁合成異槲皮苷的方法，以提高異槲皮苷的合成效率。

技術方案：