[發明專利]酶分子機器技術制備無支鏈的直鏈半乳聚糖的方法及應用

在審

• 申請號: 202210482092.6
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN115161361A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 黃代勇;黃云琦;盧曉會;劉志格;徐曙光
• 申請（專利權）人: 武漢東方天琪生物工程有限公司
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12P19/14;A23L33/21;A61P1/00;A61P25/28;A61P37/02
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發明公開了一種酶分子機器技術制備無支鏈不同分子段直鏈半乳聚糖的方法及應用，它是運用現代聲化技術輔助酶解、α?普魯藍酶，β?半乳聚糖酶，α?阿拉伯糖苷酶和β?木糖苷酶，多酶聯用構成制備無支鏈的支鏈甘露聚糖的酶分子機器技術體系，脫除阿拉伯糖半乳聚糖中的阿拉伯糖+半乳糖支鏈，然后經離心分離，絮凝澄清，離子交換技術脫鹽祛雜，再用膜分離技術進行分子量聚合度的篩分，最后經濃縮、干燥，制備出不同分子量的直鏈半乳聚糖。無支鏈的不同分子量直鏈半乳聚糖，既具有顯著增強免疫力，顯著調理胃腸道健康功能食品特性，還可作為輔助抗AD病特醫食品的先導物主要成份，更能作為抗AD病創新藥先導物前體物質的主要成分。

技術領域

本發明涉及化工技術和酶分子機器技術，更確切說是應用超聲波空化傳質輔助，多酶聯用水解脫除落葉松木粉中阿拉伯糖半乳聚糖中的阿拉伯糖+半乳糖支鏈，再集成膜技術，制備生成純度≥95.0％，無半乳糖支鏈的不同分子量(段)直鏈半乳聚糖，脫支產生另具生物學意義的阿拉伯糖+半乳糖復合物,形成一類新化合物集群及應用。

背景技術

阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan，AG)在針葉樹的木質部中大量存在，特別在落葉松中可達25％。AG的主鏈由1→3連接的β-D-吡喃型半乳糖基構成，每個主鏈半乳糖基C-6上有兩個或一個l→6連接的β-D-吡喃型半乳糖基和3(2)–O-L-呋喃型阿拉伯糖基-L- 呋喃型阿拉伯糖，所以說，AG也稱為高度支鏈的中性多糖.其主鏈半乳糖:鏈半乳糖:側鏈阿的比值為6:9:2(蔣杏芬等，1996.1，興安落葉松阿拉伯糖基半乳聚糖化學結構的研究)。

AG作為一種半纖維素，主要應用于食品工業，如作為增稠劑、穩定劑、乳化劑、增容劑、上光劑、粘結劑，也用于面條、面包和香腸等加工食品中，代替阿拉伯樹膠。同時， AG也是一種良好的膳食纖維，可在人體和動物腸道內通過微生物菌群的發酵，提高短鏈脂肪酸的產量，進而調節腸道菌群，維持體液和電解質的平衡，給腸道上皮細胞提供營養支持等(黃桂東等，2006.7,阿拉伯半乳聚糖的研究進展)。

目前，關于AG的研究還局限于如何從落葉松木粉中高效提取方面(張海蕓等，2018.4， 超聲波法輔助定向降解阿拉伯半乳聚糖的研究；楊磊等，2015.7，張宏壯等，2021.3，落葉松阿拉伯半乳聚糖的提取及純化方法研究進展)，及AG生理功能的應用研究方面(鄭雙陽等， 2019.7，中國專利：一種落葉松阿拉伯半乳聚糖組合物的制備方法及其臨床應用)，AG的高度支鏈是雙刃劍，既產生了某些生理功能，又限制了其生理功能的擴展。

本發明借鑒了半乳甘露聚糖改性和阿拉伯糖半乳聚糖研究方面的一些思路(王玲玲等， 2009.3；雷鵬等2018.7，中國專利：CN108835611A，裴建軍等，2003.4，阿拉伯糖苷酶的研究進展,高冬梅等，2015.9,超聲波在有機合成中的應用綜述)。獨辟蹊徑，研究出用酶分子機器技術制備無支鏈不同分子量(段)直鏈半乳聚糖的方法，以圖填補該領域的空白。

前面說到的聲化作用，主要是指超聲波作用于化學反應，特別是有機合成與分解。超聲波的聲化作用主要是利用超聲的空化現象，空化泡崩潰產生局部的高溫、高壓和強烈的沖擊波及射流，為一般條件下難以實現或不可能實現的化學反應提供了一種新的非常特殊的物理化學環境，它是門新興的聲學與化學邊緣交叉學科，在有機精細合成和分解反應中大有可為。

發明內容

自然界中的阿拉伯半乳聚糖(Arabinogalactan，AG)分子量為30～120kDa(Mn)，可分為I 型和II型，且主要是II型，II型AG的取代度高，主鏈上半乳糖基通過1，3-糖苷鍵連接，對支鏈的詳細結構尚不清楚，多數研究者認為，半乳聚糖主鏈上每個半乳糖基的C-6 位都有支鏈，其中，約一半的支鏈是β-1，6連接的半乳二聚糖，約四分之一的支鏈是單個半乳糖，Ara連接在Galp支鏈上，研究證明沒有任何Ara直接與主鏈——半乳聚糖連接。但也有研究者認為，在半乳聚糖主鏈的非還原性末端可能存在1，3連接的阿拉伯糖基。AG 的分枝度很高，主鏈：支鏈半+支鏈阿之復合物的比值約為6：9。結構見下：