[發明專利]一種甘露聚糖酶及半乳糖苷酶復配水解槐豆膠生產半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法

在審

• 申請號: 201910923809.4
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110669805A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 宋亞囝;馬翠萍;劉朵朵;羅學剛;李中媛;張同存
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/02;C12P19/12;C12P19/00
• 代理公司: 12209 天津盛理知識產權代理有限公司
• 代理人: 韓曉梅

本發明涉及一種甘露聚糖酶及半乳糖苷酶復配水解槐豆膠生產半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法，步驟如下：⑴制備質量濃度0.5％的刺槐豆膠底物；⑵向底物加入甘露聚糖酶和半乳糖苷酶的復合酶，甘露聚糖酶、半乳糖苷酶的酶活力比為25:1，調節混合物的pH為7.0；⑶攪拌均勻，放入44℃水浴鍋中保溫12±1h，將反應液沸水浴加熱，離心，收集上清液，得半乳糖、甘露糖及甘露寡糖混合物。本方法首次利用半乳甘露聚糖底物槐豆膠制備甘露糖，半乳糖及甘露寡糖，豐富了甘露糖，半乳糖及甘露寡糖的來源，12h單糖及寡糖的生成率達到83％，協同率為1.41，該方法條件溫和，酶解過程無污染物產生，且無毒、耗能低、產物安全性高。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，尤其是一種甘露聚糖酶及半乳糖苷酶復配水解槐豆膠生產半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法。

背景技術

甘露聚糖是除了木聚糖外，自然界分布最為廣泛的一類半纖維素。天然的來源于植物的甘露聚糖可分為：聚甘露糖、葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖四類。槐豆膠也稱刺槐豆膠，是由產于地中海一帶的刺槐樹種子加工而成的植物膠。如果半乳糖存在于聚甘露糖分子中，并通過α-1,6-糖苷鍵與主鏈中的甘露糖殘基相連，則構成了半乳甘露聚糖，刺槐豆膠即為一種以半乳糖和甘露糖殘基為結構單元的多糖化合物，甘露糖與半乳糖的比例大約為四比一。甘露聚糖主鏈的降解需要依靠內切和外切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶等酶的作用，但半乳甘露聚糖的完全水解還需要α-半乳糖苷酶的協同作用。

甘露糖是目前唯一用于在臨床上的糖質營養素，其廣泛分布于體液和組織中，可直接被利用合成糖蛋白，參與免疫調節。半乳糖常以D-半乳糖苷的形式存在于大腦和神經組織中，也是某些糖蛋白的重要成分，因其具有能量，可作為營養增甜劑使用。寡糖是一類直鏈或含有側鏈的且含有2至10個相同或不同的單糖殘基的糖。甘露寡糖具有穩定性能好、安全無毒害且熱值低等特點，有很高的經濟價值。目前植物來源的甘露寡糖較少，通過槐豆膠生產甘露寡糖有利于豐富寡糖的來源，對于后續研究具有重要意義。

甘露寡糖具有多種優良特性，目前已被廣泛應用。甘露寡糖的獲取主要有三種途徑：(1)化學法降解聚糖獲得寡糖；(2)從天然原料中提取；(3)生物降解法。然而自然界中存在的天然甘露寡糖含量低，提取工藝復雜困難；化學降解法過程中一般需要高溫、酸堿等苛刻條件，反應的穩定性和重復性較差，對設備有嚴重的腐蝕性，且后處理煩瑣、產物獲得率底、成本高、污染性強等缺陷。相比前兩種方法，生物降解法即酶解法是最好的選擇。因為生物將解法比較簡單，降解過程所需條件溫和、酶解過程無污染物產生、無毒、耗能低、產物安全性高，是生產甘露寡糖最理想的方法。在節約資源，保護環境的基礎上，酶解法做到甘露寡糖的制備提供了一種極佳的選擇。

通過檢索，發現如下一篇與本發明專利申請相關的專利公開文獻：

一種糖苷水解酶及其復合酶在半乳甘露聚糖降解中的應用(CN109055333A)，首次克隆了來自嗜堿芽孢桿菌N16-5的糖苷水解酶基因man113A，導入pET28a載體并在大腸桿菌中誘導表達。純化獲得的113家族糖苷水解酶Man113A具有水解甘露寡糖產生甘露糖的活性。同時，該酶可用于與α-半乳糖苷酶協同作用，對槐豆膠、瓜爾豆膠等廉價半乳甘露聚糖底物進行降解，同時生成甘露糖和半乳糖。以槐豆膠為底物甘露糖和半乳糖轉化率分別達到11.6％和8.8％，以瓜爾豆膠為底物甘露糖和半乳糖轉化率分別達到8.4％和15.3％。

通過對比，上述專利公開文獻主要是獲得了Man113A蛋白，及該蛋白的應用，本發明主要是借助于響應面法優化了兩種酶的復配工藝，主要保護的是響應面法優化槐豆膠的水解方法及最終的工藝參數，因此存在本質的不同。

發明內容