[發明專利]β-半乳糖苷酶及其基因和載體及菌株及含該酶的產品和將乳糖和果糖轉化為乳果糖的方法

有效

• 申請號: 201611130148.2
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108220308B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 薛曉舟;黃錦;林海龍;李凡
• 申請（專利權）人: 中糧集團有限公司;中糧營養健康研究院有限公司
• 主分類號: C12N15/56
• 分類號: C12N15/56;C12N9/38;C12P19/14;C12P19/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 喬雪微;劉依云

本發明涉及微生物領域，具體涉及β?半乳糖苷酶及其基因和載體及菌株及含該酶的產品和將乳糖和果糖轉化為乳果糖的方法。β?半乳糖苷酶編碼基因具有：SEQ ID NO：1所示核苷酸序列；SEQ ID NO：1所示核苷酸序列中的一個或幾個經取代后仍具有β?半乳糖苷酶活性的核苷酸序列；β?半乳糖苷酶具有催化乳糖和果糖轉化為乳果糖的酶活性。方法包括：將如上所述的β?半乳糖苷酶與乳糖和果糖接觸以催化所述乳糖和果糖轉化為乳果糖。本發明環境友好，可將乳糖及果糖高效轉化為乳果糖，不產生有害副產物。所述基因編碼的β?半乳糖苷酶可在70℃下催化，對pH要求較低，熱穩定性好。

技術領域

本發明涉及微生物領域，具體地，涉及一種編碼β-半乳糖苷酶的基因，含有編碼β-半乳糖苷酶的基因的重組載體，含有編碼β-半乳糖苷酶的基因或所述重組載體的菌株，由所述編碼β-半乳糖苷酶的基因編碼的β-半乳糖苷酶，含有所述β-半乳糖苷酶的產品，以及一種將乳糖和果糖轉化為乳果糖的方法。

背景技術

乳果糖(Lactulose)以一種重要的功能性二糖，其甜味適中且難以被人體腸道消化吸收，作為藥物是一種安全有效的促進腸道蠕動、治療便秘的藥物，作為食品添加劑是一種良好的甜味替代劑，適用于特殊要求食物(如糖尿病患者的食物)中作為添加劑使用。由于其安全性高，其生產及應用越來越受到人們的重視。但乳果糖的合成成本較高，催化效率較慢，限制了其大規模生產。

乳果糖在天然產物中的分布較少且含量較低，因此很難從動植物體內提取得到。乳果糖為一分子半乳糖和一分子果糖經縮合得到，其結構與乳糖差別較小，因此可用化學催化法轉化乳糖生成乳果糖，也可用電化學的方法轉移乳糖轉化為乳果糖。但該兩種方法轉化乳果糖生產存在著較多問題，如反應成本過高、催化劑難于除去、副產物難于分離且會產生對人體有害的副產物?；瘜W催化劑和電化學催化乳糖異構生成乳果糖的方式，極大地限制了乳果糖在藥學及食品中的應用。

因此，亟需尋求一種成本低廉、且對人體無毒害等副作用的高效的生產乳果糖的方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述缺陷，提供了一種成本低廉的，且生產過程無毒副作用副產品產生的高效生產乳果糖的β-半乳糖苷酶及其編碼基因，以及含有編碼β-半乳糖苷酶的基因的重組載體，含有編碼β-半乳糖苷酶的基因或所述重組載體的菌株，含有所述β-半乳糖苷酶的產品，一種將乳糖和果糖轉化為乳果糖的方法。

為了實現上述目的，一方面，本發明提供了一種編碼β-半乳糖苷酶的基因，其中，該基因具有如下任意一種核苷酸序列：

(a)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；

(b)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列中214-216位、256位、341位、427位、466位、609位、613位、863位、891位、910位、989位、1092位、1270位和1298位核苷酸中的一個或幾個經過取代后仍具有β-半乳糖苷酶活性的核苷酸序列；

(c)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列中38位、107-108位、170位、197位、245位、290位、314位、449位、457位、470位、476位、548位、559位、578位、608位、668位、764位、776位、803位、914位、986位、1053位、1058位、1100位、1220位、1283位、1286位、1355位、1368位、1403位和1436位核苷酸中的一個或幾個經過取代后仍具有β-半乳糖苷酶活性的核苷酸序列；

其中，所述β-半乳糖苷酶具有催化乳糖和果糖轉化為乳果糖的酶活性。

第二方面，本發明提供了一種重組載體，其中，該重組載體含有如上所述的編碼β-半乳糖苷酶的基因。

第三方面，本發明提供了一種菌株，其中，該菌株含有如上所述的編碼β-半乳糖苷酶的基因或如上所述的重組載體。