[發明專利]一種L-木糖的酶法制備方法

有效

• 申請號: 201711366823.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108165591B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陸茜
• 申請（專利權）人: 上海凌凱醫藥科技有限公司
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種L?木糖的酶法制備方法，屬于生物工程領域。本發明將2?酮基?L?古龍酸溶于含有鎂離子和焦磷酸硫胺素的緩沖液中，再向緩沖液中加入丙酮酸脫羧酶，在適宜的溫度下進行酶催化反應，反應結束后利用高效液相色譜儀檢測，證明有L?木糖的生成。采用本發明方法，找到一種新的生產L?木糖的方法，原料成本低，對環境無污染，具有重要的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種L-木糖的酶法制備方法，屬于生物工程領域。

背景技術

木糖是一種五碳糖，D-木糖主要存在于植物和動物體內。木糖屬于無熱量甜味劑，廣泛應用于食品、醫藥、化工等領域。食用木糖能改善人體的微生物環境，提高機體免疫能力，是糖尿病人理想的甜味劑。

目前制備木糖均采用酸法提取，酸法生產木糖多采用硫酸進行水解，但酸法生產木糖有如下缺點：①生產過程中采用大量硫酸，硫酸使原料中的纖維素和半纖維素及其它糖類物質水解，產生多種副產物，影響后提取工藝和產品質量。②酸法提取木糖由于生產過程中加入大量強酸強堿液體，生產過程中產生大量生產廢液，對環境造成了巨大污染。③由于酸水解的糖液雜質多，使得后處理效率低，化工程序多，對設備要求高，增加環保成本。

目前，L-木糖的生產主要是由化學合成的方法，存在上述的不利因素。L-木糖也可由L-木酮糖轉化生成，但是L-木酮糖屬于稀有糖，價格較高，不宜作為生產L-木糖的原料。

發明內容

本發明的目的是提供一種酶法催化反應制備L-木糖的方法。

本發明所述的酶法催化反應制備L-木糖的方法，其步驟如下：

步驟1：將2-酮基-L-古龍酸溶于緩沖液中。

步驟2：向緩沖液中加入丙酮酸脫羧酶、氯化鎂以及焦磷酸硫胺素得到催化反應體系。

步驟3：將催化反應體系放在一定溫度環境下進行反應。

在本發明的一種實施方式中，步驟1中使用的原料2-酮基-L-古龍酸濃度為100-600mM，例如300mM。

在本發明的一種實施方式中，步驟2緩沖液濃度為10-100mM、pH為5-9，例如pH為7.5的50mM檸檬酸緩沖液或者磷酸緩沖液或者MES緩沖液。

在本發明的一種實施方式中，步驟2中丙酮酸脫羧酶的酶用量為40～48U/mL，例如2.5mL反應體系中添加2mL酶活50-60U/mL的酶液。

在本發明的一種實施方式中，步驟2催化反應體系中氯化鎂濃度1～10mM，焦磷酸硫胺素的濃度為0～2mM；例如氯化鎂濃度5mM，焦磷酸硫胺素的濃度為1mM。

在本發明的一種實施方式中，步驟3在40-60℃條件下進行催化反應，例如在50℃環境下反應15h。

2-酮基-L-古龍酸為維生素C前體，已實現工業化生產，原料價格低，由2-酮基-L-古龍酸在丙酮酸脫羧酶的催化下生成L-木糖，尚未發現與此相關的文獻報道。由實驗驗證可得，采用本發明的方法，可以由2-酮基-L-古龍酸在丙酮酸脫羧酶的催化下生成L-木糖，為L-木糖的生產提供了新的原料和方法。而且由于酶法制備木糖，具有高效、專一、能耗低、污染小、操作簡單易控，而且原料單一，副產物少，產物易純化；利用酶法制備L-木糖對菌種無毒害性，可直接用于酵母菌的生物轉化實驗，生產木糖醇，此種方法不需要脫毒，發酵性能好，利于木糖轉化為木糖醇，并且酶法催化2-酮基-L-古龍酸制備L-木糖的過程中沒有強酸強堿等腐蝕性溶液的加入，不會給環境帶來污染，因此，這種制備L-木糖的方法為以后綠色工業化生產奠定基礎。

附圖說明

圖1：2-酮基-L-古龍酸在丙酮酸脫羧酶的催化下生成L-木糖的原理

圖2:丙酮酸脫羧酶蛋白電泳圖