[發明專利]一種環糊精酶在制備麥芽七糖中的應用

在審

• 申請號: 202010592371.9
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111607626A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 黃燕;吳敬;王蕾;武權;陳晟;宿玲恰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12P19/14;C12N15/75;C12N9/42;C12R1/125
• 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

本發明公開了一種環糊精酶在制備麥芽七糖中的應用，屬于生物技術領域。本發明提供了一種重組枯草芽孢桿菌，該重組枯草芽孢桿菌以枯草芽孢桿菌為宿主，表達熱球菌Thermococcus sp.Strain B1001來源的環糊精酶。本發明通過將熱球菌來源的CDase在食品準入的枯草芽孢桿菌中進行了重組表達，酶活為5.9U/mL，應用該重組CDase生產麥芽七糖，底物濃度80g/Lβ?環糊精，轉化率高達82.33％。本發明的CDase在高底物濃度下的轉化率和產物純度高，可有效降低高純度麥芽七糖的生產加工成本，具有很好的應用價值和商業開發意義。

技術領域

本發明涉及一種環糊精酶在制備麥芽七糖中的應用，屬于生物技術領域。

背景技術

直鏈麥芽低聚糖，通常也稱麥芽寡糖，是指通過α-1,4糖苷鍵將3-10個葡萄糖單元連接而成的功能性低聚糖，具有良好的加工適應性和獨特的生理功效，在國際上廣泛應用于食品、醫藥、飼料、化妝品等領域，如填充劑、保濕劑、脂肪替代品以及能量供給等。

不同聚合度麥芽寡糖在性能上存在顯著差異，隨著聚合度的增加，滲透壓降低，黏度增加，保濕作用增加，熱、酸、堿穩定性增強，成膜性增強等應用性能增強。但高聚合度寡糖，如麥芽八糖、麥芽九糖，因聚合度增高，其易老化且水溶液穩定性差，應用性能較差；而麥芽七糖是麥芽寡糖中水溶液穩定的最高聚合度麥芽寡糖，和低聚合度的麥芽寡糖相比具有更低的滲透壓，更高黏度，更好保濕作用，更強成膜性能，且具有修飾過的還原和非還原末端的麥芽七糖，在臨床實驗中作為測定人血清和尿液中α-淀粉酶活力的優選底物，因此實際生產中對麥芽七糖的需求正在日益增加。

國內外麥芽七糖的制備方法主要有化學制備法和酶催化水解法，其中，采用化學法制備麥芽七糖時，需要采用有機溶劑(對二甲苯、乙醇等)，對設備的要求高且成本大。而酶法制備過程溫和，分子量分布相對容易控制，產物安全性高，是一種比較理想的制備麥芽七糖的方法。目前工業上酶法生產麥芽七糖多以淀粉為底物，通過直鏈麥芽低聚糖生成酶水解切下多個葡萄糖單元而生成，其后續純化步驟繁瑣，很難獲得純度較高的麥芽七糖，而且成本高，不可直接擴大并工業化生產。

Hangyan Ji等指出，可以采用一步酶反應法制備麥芽七糖，在該過程中隨著β-CD濃度的增加，麥芽七糖的產量提高，當β-CD濃度在8％-10％(w/v)之間時，麥芽七糖的含量達到峰值。然而，當β-CD的濃度高達12％(w/v)時，酶反應被抑制。造成這種現象的原因可能是基質的高濃度降低了水的有效濃度并降低了分子的擴散率。此外，過量的β-環糊精可能抑制PpCD酶的活性，因為β-環糊精可能是某些水解酶的競爭性抑制劑；制備過程中麥芽七糖的量首先增加30分鐘，然后隨著β-CD逐漸降解而減少；當β-CD的濃度為8％(w/v)且反應時間為180分鐘時，麥芽七糖與所有產物(麥芽寡糖和β-CD)的比例僅為43.36％。(具體參見論文“Preparation of malto-oligosaccharides with specific degreeofpolymerization by a novel cyclodextrinase from Palaeococcus pacificus”，Hangyan Ji等，Carbohydrate Polymers 210(2019)64–72)。

因此一種能夠在高底物濃度下高效生產麥芽七糖的方法的獲得，具有很好的應用價值和商業開發意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的環糊精酶(CDase)在制備麥芽七糖或含麥芽七糖的產品中的應用。

在本發明的一種實施方式中，上述環糊精酶(CDase)來源于熱球菌Thermococcussp.Strain B1001。

在本發明的一種實施方式中，編碼所述環糊精酶的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。