[发明专利]一种异麦芽酮糖制备方法

说明书

本发明属于糖类，更具体地说是一种异麦芽酮糖的制备方法。

异麦芽酮糖(Isomaltulose)亦称异蔗糖，是蔗糖的同分异构体，含1摩尔结晶水，分子量为360.32，熔点123-124℃，甜度为蔗糖的42％，具有吸湿性低、耐酸解、对热稳定、具有还原性、不致龋齿等特点，是一种理想的功能性甜味剂。

异麦芽酮糖是以蔗糖为原料，在α-葡糖基转移酶(α-1，6-glucosidase)的作用下，将蔗糖分子中葡萄糖与果糖相连的α-1，2糖苷键变位为α-1，6糖苷键，形成一种与蔗糖物理、化学性质和生理功能完全不同的新糖，即异麦芽酮糖。异麦芽酮糖的批量生产起源于20世纪80年代中后期，已工业化生产国家有德国、美国、日本、英国，中国亦有少量生产，这些国家的生产方法均采用固定化细胞或固定化酶技术。美国专利(USP4390627)公开了一种固定化蔗糖变位酶的方法，使用的菌种是Protamainobacterrubrum CB574.77，固定化过程包括：用单宁吸附细胞，加入聚乙烯亚胺进行絮凝，再加入表卤醇、多胺聚合物和戊二醛于培养液中，得到反应产物，过滤或离心收集湿菌，于55℃下干燥即得固定化细胞酶制剂，将该固定化细胞装入固定床式柱，催化蔗糖转化为异麦芽酮糖；USP4359531公开的也是一种固定化细胞生产异麦芽酮糖的方法，该专利使用的菌种为ErwiniarhaponticiNCPPB1578，培养基：蔗糖4％、蛋白胨1％、牛肉抽提物0.4％，培养时间70小时，在稳定期前收获细胞。固定化过程包括：先用海藻酸钠包埋细胞，再用氯化钙固定，海藻酸钠用量为5％，氯化钙溶液的浓度为0.1M，固定完成后，将固定化细胞装入具有夹层的Φ5×30cm柱中，流速为空柱体积的0.01，使蔗糖转化为异麦芽酮糖；英国专利(BP2082591)提出了一种改进的固定化α-葡糖基转移酶的方法，具体方法为：将具有蔗糖变位酶的微生物细胞包埋于海藻酸钙中后，再用聚乙烯亚胺和戊二醛处理。该专利使用的菌种是Serratiaplymuthica NCIB8285，培养基为：蔗糖5％、玉米浆3％、Na₂PHO₄0.3％，NaCl0.2％，发酵罐装料量50％，通气量1∶0.5(体积比)培养16小时，离心分离收集菌体，用4％海藻酸钙包埋，通过挤压器挤压成1-3mm大小的颗粒；中国发明专利(ZL891006842)公开了一种固定化α-葡糖基转移酶制备异麦芽酮糖的方法，该专利使用的菌种为Serratia plymuthica ATCC15928，发酵培养基为：蔗糖4％、玉米浆3％、KCl0.2％，发酵周期8-16小时，于对数生产期将高岭土或硅藻土作为吸附剂及固定化细胞的支撑剂加入发酵液中，然后离心分离吸附于高岭土或硅藻土上细胞，再用海藻酸钙包埋固定化，最后用戊二醛交联处理并杀死活细胞。固定化细胞装入转化柱内，加蔗糖溶液进行转化，蔗糖浓度为40-55％，流出液经树脂离子交换、真空浓缩、结晶、干燥得产品。

以上专利技术有如下几方面的缺点：(1)固定化过程中酶的损失很大；(2))细胞易脱离固定载体进入转化液，影响产品品质。

本发明的目是克服已有技术的缺点，提供一种利用膜循环系统制备异麦芽酮糖的方法。

本发明的主要技术方案：先发酵制备红色精朊菌种并回收菌种，然后将菌种加入蔗糖溶液中进行蔗糖的转化，利用膜技术外循环收集转化液，菌种循环连续使用，再将转化液浓缩、结晶、干燥即利得异麦芽酮糖干粉。

本发明的具体方法包括以下过程：

1.酶菌体的发酵、培养和收集：将为总量5～20％的菌种红色精朊杆菌YB302变种以及发酵培养基：蔗糖2～8％、玉米浆1～6％、酵母浸膏0.1～2％、氯化钠0.01～0.5％、磷酸氢二钾0.01～0.1％，其余为水，装入发酵罐内，装料量为罐体积的50～80％，控制PH值为6.0～7.5、温度25～33℃，通气量/发酵罐体积＝1∶0.5～1∶1.0，搅拌速度100～250转/分钟，于6～12小时多次补充灭菌的蔗糖溶液，总补糖量为装料量的5～10％，总发酵时间10～30小时，发酵结束后通过常规的超滤、絮凝、离心工序回收得到细胞浓浆，所述超滤是用规格为0.001～0.5μm的超滤膜，使细胞和糖液分离，所述的絮凝是采用1～100ppm的聚丙烯酰胺絮凝剂，离心采用5000～20000转/分钟连续式离心分离，整过回收细胞浓浆的过程控制温度为15～25℃；