[发明专利]一株产菊糖果糖转移酶的菌株和用该酶生产双果糖酐Ⅲ的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够生产菊糖果糖转移酶的一种新的微生物及其培养发酵生产菊糖果糖转移酶，并将该酶用于转化菊糖制备双果糖酐III的方法，属于食品生物技术领域。更具体地说，本发明涉及来源于土壤的金黄节杆菌(Arthrobacteraurescens)SK8.001，它能够产生菊糖果糖转移酶，并利用该菊糖果糖转移酶转化菊糖生成如下结构的双果糖酐III(α-D-fructofuranose-2’，1：2，3’-β-D-fructofuranose dianhydride)。 

背景技术

近年来，功能食品成为广大消费者关注的热点，其开发更是广大食品从业者研发的焦点。糖尿病、肥胖和心血管疾病人群的逐年增加和低龄化，使得低热量，具有更多功能营养特性的功能性甜味剂成为关注的热点。 

双果糖酐III(Difructose anhydride)是一种新型的非还原性双糖，在自然界中少量存在于菊苣、菊芋等植物中，少量出现于蜂蜜、咖啡等的加工过程中。其相对甜度为蔗糖的52％，而热量值却只有蔗糖的1/15(0.263kcal/g)；性质十分稳定，74％相对湿度下不吸湿，比蔗糖更难吸湿；双果糖酐III对热和酸十分稳定，在一般食品加工条件下，几乎不会出现褐变或分解现象，能耐硬糖生产时的高温熬煮而不褐变。同时双果糖酐III还具有良好的功能特性，如在消化道不吸收，且不产生能量，可作为一种甜味剂被用作减肥辅助治疗；作为一种增歧因子，可促进肠道微生物的生长，明显改善排便、利尿功能；作为促进矿物质元素吸收的功能性糖，可使得Ca、Mg、Zn、Cu等矿物质元素被人体吸收利用的程度大大提高，增进骨骼生长；在抗龋齿方面，其性质可与木糖醇、山梨醇相媲美，不被诱发蛀牙的口腔链球菌利用，不产酸。这些优点使其在食品工 业中的应用有广阔的前景。 

由于双果糖酐III在自然界的含量极低，天然提取分离成本高，不适宜工业化大生产的要求，而化学催化法有许多不利的因素，例如形成许多副产物和化学污染物，而形成的众多副产物又使纯化步骤变得复杂。而生物法制备双果糖酐III的原料是菊糖，其来源广泛，价格低廉，转化率高，可达75％以上，属于天然产品，符合消费者追求天然产品的消费心理，因此采用生物转化技术生产成为双果糖酐III制备研究的热点。 

用生物转化法制备双果糖酐III的研究已经有30余年的历史，1973年Uchiyama T.首次从产脲节杆菌中发现了一种新型菊糖酶(inulase II)，它将菊糖降解为双果糖酐III和少量的低聚果糖，由于此酶具有分子内转果糖基反应，因而将其命名为菊糖果糖转移酶(inulin ftructotransferase，EC2.4.1.93)。迄今为止，已发现十余种微生物可以产生此酶，主要集中在节杆菌属，包括Arthrobacterureafaciens7116、Arthrobacter ilicis OKU17B、Arthrobacter globiformis C11-1、Arthrobacter sp.H65-7、Arthrobactersp.A-6、Arthrobacter pascens T13-2、Arthrobactersp.Bu0141、Arthrobacter sp.L68-1，另外在三种其它菌属中也发现了此酶，如Flavobacteriumsp.LC-413、Bacillussp.snu-7、Leifsoniasp.T88-4。 

本发明人深入调查和研究了现有技术并对各种高收率生产双果糖酐III的方法进行了研究，最终我们筛选到一株能够产生菊糖果糖转移酶的新微生物，证明了通过此酶与高浓度的菊糖反应能够得到高转化率的双果糖酐III，并通过浓缩、喷雾干燥、结晶的方法得到了糖浆、粉末或晶体三种形式的双果糖酐III。基于上述发现提出了本发明。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新的微生物，它能够生产高酶活的菊糖果糖转移酶。 

本发明的另一个目的是提供一种该菊糖果糖转移酶与高浓度菊糖溶液反应的方法，以得到高转化率的双果糖酐III。 

本发明的再一个目的是提供一种双果糖酐III提纯与精制的方法，以得到高双果糖酐III糖浆、粉末或晶体。