[發(fā)明專利]固定化酶及其生產(chǎn)功能性低聚糖的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010027186.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN111172145A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾憲維;謝志龍;楊新球;魏遠(yuǎn)安;陳振鵬;戴健興;陳子健;伍劍鋒;浣金剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 量子高科（中國(guó)）生物股份有限公司
• 主分類號(hào): C12N11/08
• 分類號(hào): C12N11/08;C12P19/00;C12P19/04;C12P19/12
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 江側(cè)燕

本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及固定化酶及其生產(chǎn)功能性低聚糖的方法。其中，具有胺基官能團(tuán)的離子交換樹脂與酶液混合進(jìn)行反應(yīng)，生成固定化酶；該酶的固定化過程中無需使用交聯(lián)劑，避免了交聯(lián)劑殘留對(duì)食品安全性可能帶來的影響。經(jīng)過本發(fā)明方法制得的固定化酶在生產(chǎn)功能性低聚糖過程中，轉(zhuǎn)化批次和生產(chǎn)效率得到了很大程度的提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及固定化酶及其生產(chǎn)功能性低聚糖的方法。

背景技術(shù)

低聚糖也稱寡糖，是指含有2～10個(gè)單糖分子通過糖苷鍵連接而成的低度聚合糖，可分為普通低聚糖和功能性低聚糖。普通低聚糖如蔗糖、乳糖、麥芽糖等，可被機(jī)體消化吸收。功能性低聚糖又稱為非消化性低聚糖，由2～10個(gè)單糖分子脫水通過α、β型等糖苷鍵連接形成的支鏈或直鏈的低度聚合糖，如低聚果糖、低聚半乳糖、乳果糖、低聚異麥芽糖等。由于腸胃道內(nèi)沒有水解功能性低聚糖的酶系統(tǒng)，也不被人體胃酸、胃酶降解，因此不能被人體消化吸收而直接進(jìn)入大腸內(nèi)，被有益細(xì)菌特別是雙歧桿菌利用，是雙歧桿菌的有效增殖因子。

由于功能性低聚糖的這個(gè)特性，其具有明顯的調(diào)節(jié)人體腸胃功能、防治便秘及腹瀉的功效。另外，功能性低聚糖口感自然，甜度較蔗糖低，純度越高甜度越低，但具有低熱量。因此，功能性低聚糖可用于食品、食品添加劑及保健食品、特醫(yī)食品及藥品等。例如，低聚果糖、低聚半乳糖作為食品添加劑(營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑)可添加在嬰幼兒配方食品中，乳果糖可作為藥品有治療便秘的作用，等等。

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)于低聚糖的消費(fèi)能力日趨加強(qiáng)。功能性低聚糖的工業(yè)化生產(chǎn)工藝需要保持安全有效、簡(jiǎn)潔易于實(shí)現(xiàn)、節(jié)能環(huán)保等特性，因此對(duì)生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新及優(yōu)化變得格外重要。

目前功能性低聚糖的生產(chǎn)主要以游離酶(或菌體細(xì)胞)、固定化酶的方式進(jìn)行酶解轉(zhuǎn)化，然后采取二次酶解轉(zhuǎn)化、膜過濾或色譜方式進(jìn)行提純。在固定化酶的生產(chǎn)制備過程中，基本上都會(huì)選擇戊二醛等作為固定化酶載體的交聯(lián)劑。而在營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑低聚糖的生產(chǎn)過程中限制戊二醛的使用。除此之外，固定化果糖基轉(zhuǎn)移酶，目前報(bào)告的最高轉(zhuǎn)化次數(shù)僅為85次(專利201510000076.9)；固定化β-半乳糖苷酶的使用批次僅為8批次(專利201480049114.3)。

因此，亟需一種新的適于工業(yè)生產(chǎn)的安全且高效制備固定化酶的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種使酶固定化的方法，該酶的固定化過程中無需使用交聯(lián)劑，避免了交聯(lián)劑殘留對(duì)食品安全性可能帶來的影響。

本發(fā)明的另一方面提供了一種由上述方法制備得到的固定化酶。

本發(fā)明的又一方面提供了一種使用上述固定化酶生產(chǎn)功能性低聚糖的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下文所述。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種固定化酶的方法，包括：將離子交換樹脂與酶液混合直接進(jìn)行反應(yīng)，得到固定化酶；其中，所述離子交換樹脂的官能團(tuán)為胺基。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述胺基為仲胺基、叔胺基或季銨基。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述離子交換樹脂為大孔型樹脂，優(yōu)選為苯乙烯系樹脂、酚醛樹脂，更優(yōu)選為苯乙烯-聚苯乙烯樹脂。

所述固定化酶是指采用物理或化學(xué)的方法，將酶固定在固相載體上，或者將酶包埋在微膠囊或凝膠中，從而使酶成為一種可以反復(fù)使用的形式。現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)功能性低聚糖的固定化酶，大都是采用雙功能團(tuán)的交聯(lián)劑戊二醛將酶與固相載體結(jié)合在一起。而本發(fā)明將具有特定胺基官能團(tuán)的樹脂與酶液混合直接進(jìn)行吸附反應(yīng)，酶蛋白分子進(jìn)入大孔樹脂孔隙，與樹脂中的胺基結(jié)合，在整個(gè)過程中無需加入戊二醛等作為交聯(lián)劑。而且，經(jīng)過本發(fā)明方法制得的固定化酶在使用過程中，轉(zhuǎn)化批次和生產(chǎn)效率得到了很大程度的提高。