[发明专利]一种生物转化制备新科斯糖的方法

说明书

技术领域

一种全细胞生物转化制备新科斯糖的方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

新科斯糖(neokestose)是一种蔗果三糖族低聚糖，由蔗糖分子中的D-果糖和果糖基通过β-2，6糖苷键结合而成的。它除具有普通低聚果糖所具有的双向调节体内菌群，防止便秘和腹泻；降低血脂预防心血管疾病；促进维生素合成提高免疫力；抑制腐败菌保护肝脏；促进钙、镁、锌、铁等矿物元素吸收促进生长发育及预防骨质疏松；预防龋齿等生理功能外，还具有优于普通低聚果糖的促双歧杆菌增殖能力，因此被称为高效益生元。另外，据Jung Soo Lim et al(2007)的报道，新科斯糖还具有较普通低聚果糖低的粘度和高的热稳定性，因而更有利于食品加工。

目前国内外主要利用“两步法”来生产低聚果糖，即首先利用微生物发酵生产果糖苷酶，然后将果糖苷酶作用于蔗糖底物进行分子间果糖基转移反应来合成低聚果糖。而利用“一步法”即全细胞法，在同一发酵过程中实现果糖苷酶的生产与酶催化底物蔗糖生成低聚果糖的研究则较少。全细胞生物转化法，直接利用全细胞做生物催化剂对外源底物进行结构修饰的生产方法。此法免去了繁杂的酶分离纯化步骤，且与固定化全细胞生产方法相比，更容易操作，避免了固定化过程对细胞酶活的损失。另外，本发明方法避免了本实验室已授权专利ZL200610039671.4所用发酵法产新科斯糖分离纯化困难的缺点。因此，全细胞生物转化生产方法能大大降低新科斯糖生产成本，具有较好的工业化生产潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新科斯糖的生物转化法制备方法，此方法能够大量且低成本生产新科斯糖。

本发明的技术方案：一种生物转化制备新科斯糖的方法，包括如下步骤：种子培养、细胞增殖培养、静息细胞的制备、新科斯糖的法夫酵母全细胞生物转化工艺；

(1)种子培养：

出发菌株：法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)269；该菌株已在《食品科技》NO.11.2003，p54-57《法夫酵母色素提取方法的研究》报导，且在ZL200610039671.4中运用。保证该菌株在本发明申请日后20年内向公众发放。

种子培养基：蔗糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L；

将法夫酵母269接种于种子培养基中，于18-24℃摇床180-250r/min振荡培养40-48h，制得种子液；

(2)细胞增殖培养：

发酵培养基：蔗糖30-60g/L，蛋白胨3-8g/L，酵母膏3-8g/L；

将种子液接种于发酵培养基中，于18-24℃摇床180-250r/min、32-48h条件下大量生产法夫酵母细胞；

(3)静息细胞的制备：

通过离心法收集上述发酵所产法夫酵母细胞，用柠檬酸磷酸缓冲液洗涤两遍，然后悬浮于同样的缓冲液中得静息细胞；

(4)新科斯糖的法夫酵母全细胞生物转化工艺：

将静息细胞离心并收集湿菌体，即为法夫酵母全细胞，经称重后直接加入蔗糖溶液中转化制备新科斯糖，转化条件为：反应体系为蔗糖溶液，法夫酵母全细胞加入量40-100g/L，蔗糖浓度为：200-600g/L，反应温度：20-30℃，反应时间：4-8h，细胞菌龄：32-48h。

本发明的有益效果：法夫酵母全细胞生物转化方法免去了繁杂的酶分离纯化步骤，且与固定化全细胞生产方法相比，更容易操作，避免了固定化过程对细胞酶活的损失，新科斯糖的转化率可达55％以上，转化糖液直接浓缩干燥即可达P55级。该工艺具有操作简单，转化率高，成本低等优点，因此具有较高的工业化生产潜力。

附图说明

图1细胞加入量对新科斯糖产量的影响。

图2蔗糖浓度对新科斯糖产量的影响。

图3反应温度对新科斯糖产量的影响。

图4反应时间对新科斯糖产量的影响。

具体实施方式

本发明将在以下的实施例中进一步阐述，但这并不成为对发明范围的限制。

实施例1

菌株：法夫酵母269；种子培养基：蔗糖30g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L。

发酵培养基：蔗糖50g/L，蛋白胨5g/L，酵母膏3g/L。

种子培养：挑取两环法夫酵母接种于种子培养基中，于20℃摇床180r/min振荡培养48h，制得种子液。

细胞增殖培养：在20℃、振荡速度为220r/min的条件下在发酵培养基中大量生产法夫酵母细胞。发酵40h后离心收集所产微生物，用柠檬酸磷酸缓冲液洗涤两遍，然后悬浮于同样的缓冲液中得静息细胞。