[發(fā)明專利]一種基于長鏈分支環(huán)糊精合成葡萄糖基-β-環(huán)糊精的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810092786.2
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108359698A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金征宇;柏玉香;吳云;夏柳溪;王金鵬;周星;趙建偉;田耀旗;焦愛權(quán);謝正軍;徐學(xué)明
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/16;C12P19/48
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種基于長鏈分支環(huán)糊精合成葡萄糖基?β?環(huán)糊精的方法，屬于分支環(huán)糊精合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由麥芽四糖至七糖混合的麥芽寡糖和β?環(huán)糊精為底物經(jīng)普魯蘭酶作用逆向合成長鏈分支環(huán)糊精，第一步先經(jīng)凝膠柱層析除去未反應(yīng)的β?環(huán)糊精，然后在得到的層析液中加入葡萄糖淀粉酶徹底水解得到葡萄糖基?β?環(huán)糊精和葡萄糖，再經(jīng)層析柱分離去除葡萄糖，冷凍干燥后得到純度較高的葡萄糖基?β?環(huán)糊精產(chǎn)品。本發(fā)明的制備過程和分離過程均具有工藝簡單、不使用有機溶劑和綠色環(huán)保等優(yōu)點，過程中無有毒有害物質(zhì)殘留。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于長鏈分支環(huán)糊精合成葡萄糖基-β-環(huán)糊精的方法，屬于分支環(huán)糊精合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)糊精是由芽孢桿菌屬所產(chǎn)生的葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉而生成的一類由若干個D-吡喃型葡萄糖單元通過α-1,4糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖，其結(jié)構(gòu)呈上寬下窄中空的環(huán)筒狀，外親水內(nèi)疏水。天然常見的環(huán)糊精有三種，即α-CD，β-CD和γ-CD。其中又以β-CD應(yīng)用最廣，但是β-CD的水溶解度較低（25℃，1.8g/100mL），同時β-CD還有溶血效應(yīng)和腎毒性，這使得β-CD的應(yīng)用受到限制。因此，對β-CD進行改性的一個重要的目的就是提高它在水中的溶解度、降低溶血效應(yīng)和腎毒性。

在原有的環(huán)糊精側(cè)鏈上通過化學(xué)法或者酶法處理引入單糖或者低聚糖，可以得到分支環(huán)糊精，如葡萄糖基環(huán)糊精、麥芽糖基環(huán)糊精、半乳糖環(huán)糊精和甘露糖環(huán)糊精等。化學(xué)法是目前最常用的方法，廣泛應(yīng)用于藥物、農(nóng)業(yè)、環(huán)保及色譜分離等領(lǐng)域，但是其安全性限制了其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用；酶法改性的分支環(huán)糊精具有原料綠色、生產(chǎn)過程安全環(huán)保、產(chǎn)率較高和產(chǎn)物易分離的優(yōu)點，可應(yīng)用于食品中，但該法的缺點是工藝繁瑣、成本較高。

葡萄糖基-β-環(huán)糊精既具有母體β-環(huán)糊精的包合性能，同時又提高了溶解度、降低了溶血效應(yīng)和腎毒性，因此在食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、精細化工、分析檢測、環(huán)保等行業(yè)具有巨大的應(yīng)用前景，但目前國內(nèi)外對葡萄糖基-β-環(huán)糊精的研究較少，具體如下所述。

1984年，Kobayashi等研究了一種采用BME的限制反應(yīng)作用于蠟質(zhì)玉米淀粉得到分支寡糖的方法，然后在SDS的存在下用BME作用于分支寡糖，在葡萄糖淀粉酶和Taka-amylase A的聯(lián)合作用下得到了G₁-α-CD，產(chǎn)率相對于分支環(huán)糊精為84.2%。

1984年，Abe等從商品化的玉米糖漿中分離出了G₁-β-CD。

1997年，Watanabe等設(shè)計了一種制備高產(chǎn)G₁-α-CD的新方法。這種方法包括兩個步驟：普魯蘭酶將麥芽糖和α-CD縮合成G₂-α-CD以及G₂-α-CD在葡萄糖淀粉酶作用下水解。由于葡萄糖淀粉酶將G₂-α-CD水解為G₁-α-CD，普魯蘭酶縮合反應(yīng)的平衡偏向麥芽糖基α-CD的合成，其結(jié)果導(dǎo)致分支率的增加。此法分支率達69%。

2006年，崔波等利用普魯蘭酶反向合成性質(zhì)，以麥芽糖和環(huán)糊精為底物合成麥芽糖基-CDs，然后在淀粉糖化酶的作用下水解掉一分子葡萄糖，生成葡萄糖基-CDs。

一直以來分支環(huán)糊精和環(huán)糊精的分離是工業(yè)化生產(chǎn)的難點，比如G₁-β-CD和β-CD只差162MW，而目前工業(yè)分離填料粒徑較難實現(xiàn)分離差異這么小分子量的物質(zhì)，并且目前文獻報道合成分支環(huán)糊精的方法是先將單糖或低聚糖接枝到CDs上，然后用淀粉酶水解，再進行分離，導(dǎo)致β-CDs和CDs分離困難，因此，如何提高合成率和分離效率且工藝流程綠色環(huán)保已成為現(xiàn)如今分支環(huán)糊精領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供基于長鏈分支環(huán)糊精合成葡萄糖基-β-環(huán)糊精的方法，解決了分離的困難，且所述方法具有操作簡單、制備過程中不使用有機溶劑、綠色環(huán)保等優(yōu)點。