[發明專利]一種于非水相環境酶促合成低聚龍膽糖的方法

在審

• 申請號: 201910686415.1
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110438181A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 尹若春;胡家如;王林;羅學才
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/12;C12P19/00
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明涉及一種利用酶降合成低聚龍膽糖的方法，于水活度較低的非水相環境中進行，利用酶與葡萄糖液反應后再薄層層析、分離和凍干。所述酶是β?葡萄糖苷酶。本發明采用特定酶和特定工藝條件能夠直接將葡萄糖聚合為低聚龍膽糖，工藝簡單，提供了新的酶法生產低聚龍膽糖的方法，產率較高，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種于非水相環境酶促合成低聚龍膽糖的方法，屬于酶工程功能性低聚糖合成技術領域。

背景技術

功能性低聚糖，或稱寡糖，是由2～10個單糖通過糖苷鍵連接形成直鏈或支鏈的低度聚合糖。功能性低聚糖，現在研究認為包括水蘇糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。人體腸道內沒有水解它們(除異麥芽酮糖外)的酶系統，因而它們不被消化吸收而直接進入大腸內優先為雙歧桿菌所利用，是雙歧桿菌的增殖因子。低聚糖集營養、保健、食療于一體，廣泛應用于食品、保健品、飲料、醫藥、飼料添加劑等領域。

低聚龍膽糖作為常見的功能性低聚糖，是一類由葡萄糖以β-1,6-糖苷鍵結合而成的低聚糖，主要成分是龍膽二糖、龍膽三糖和龍膽四糖；最具特色的是有柔和的提神苦味，苦味比柑桔皮所具有的柚皮苷苦味更豐富更微妙，且還會在口腔中滯留，用于糖果、飲料、冷飲中可使其甜味更純。它比蔗糖和麥芽糖漿的吸濕性強，可以保持各類食品中的水分，防止淀粉類食品的老化，延長貨架期。它是低熱、低甜物質，難被人體消化酶所分解，因而可以促進雙歧桿菌的生長，從而起到改善結腸狀況的作用。

制備低聚龍膽糖有多種方法，最早制取低聚龍膽糖是從龍膽屬莖、根中提取，由于受原料等限制，使其難以大量生產。此外，還原苦杏仁苯或從酸法水解淀粉副產物中提純等都可制取低聚龍膽糖。工業化生產低聚龍膽糖主要采用酶法生產，以高濃度葡萄糖為原料，先通過β-葡萄糖苷酶轉糖苷作用及縮合作用，合成低聚龍膽糖混合物，再經分離、精制便可制得不同規格低聚龍膽糖制品，但是龍膽糖相對得率較低，使得該方法工業化生產受到了極大的限制。

發明內容

為克服現有以水作為反應溶劑的酶法生產低聚龍膽糖工藝，需在較高反應溫度、長時間反應這一不足，本發明提供一種于非水相環境酶促合成低聚龍膽糖的方法，可在反應溫度較低條件下進行，反應時間短，低聚龍膽糖得率較高，為低聚龍膽糖的工業化生產提供參考。

本發明的技術路線如下：體系溶劑為二甲基亞砜(DMSO)和甘油的混合物，以葡萄糖為底物，通過β-葡萄糖苷酶催化合成為低聚龍膽糖，反應結束后再分離提純得到純度較高的低聚龍膽糖。

一種于非水相環境酶促合成低聚龍膽糖的方法，反應體系溶劑為DMSO和甘油的混合物，二者質量比1:1～5，反應所用酶為β-葡萄糖苷酶，反應所用底物為葡萄糖，反應體系酶活為5～10U/mL，調節容器中溶液pH為5.5～6.0，于20～60℃條件下震蕩反應2～24小時，經離子交換樹脂分離法提純，即得到低聚龍膽糖。

所述葡萄糖的濃度為0.6～0.8g/mL。

上述合成產物中含有龍膽二糖、龍膽三糖和龍膽四糖的一種或數種。

所述低聚龍膽糖合成完成后得到的反應液，所用樹脂為酸性陽離子交換樹脂DTF-02。

β-葡萄糖苷酶又稱龍膽二糖酶，該酶只作用于β-糖苷鍵，可以水解龍膽二糖上的β-1,6-糖苷鍵釋放出葡萄糖單體。酶僅是一種催化劑，與其他類型的化學催化劑一樣，催化的反應存在一個動態平衡。在水活度較高的環境下，β-葡萄糖苷酶催化的反應方向主要為水解，在水活度較低的非水相環境中，反應平衡會向聚合方向移動。本發明公開的一種于非水相環境酶促合成低聚龍膽糖的方法，所用溶劑幾乎不含水，β-葡萄糖苷酶催化的反應平衡會向聚合方向移動，即偏向于葡萄糖聚合成低聚龍膽糖，與現有的通過β-葡萄糖苷酶轉糖苷再合成低聚龍膽糖混合物的路線相比，可在反應溫度較低條件下進行，反應時間短，低聚龍膽糖得率較高。