[发明专利]利用超声波促进酶制剂高效转化异麦芽酮糖的方法

权利要求书

1.本发明是一种利用超声波促进酶制剂高效转化异麦芽酮糖的方法，其特征包括以下步骤：

（1） 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TS101变种以及由下列组成的发酵培养基：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%和余量水，装入发酵罐内，装料量为罐体积的50~80%，控制PH 6.0~7.5，温度25~33℃，通气量为：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小时多次补充浓度为10~60%的灭菌蔗糖溶液，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，通过离心工序回收得到细胞浓浆；离心采用10000~20000转/分钟的离心机分离；整个回收细胞浓浆的过程中，控制温度为15~25℃；

（2）菌体的包埋固定化及转化罐：将步骤（1）所得到的细胞浓浆10mL与10mL质量分数为2~4% 的海藻酸钠溶液以及100~1000mg玻璃纤维丝粉（50~1000 μm左右）混合，用注射器滴加到200mL 0.2mol/L的CaCl2溶液中，25~30℃下静置固化2小时后，过滤洗涤；将颗粒体移至200mL质量分数为0.1~0.2%的戊二醛溶液中，于33~37℃交联2小时后，过滤洗涤后，得到球状固定化酶；将固定化酶装入转化罐中并固定好，始终保持无污染状态；转化罐中设置有超声波发射器，可发射一定频率及强度的超声波，频率及强度可根据需要调整设定；

（3）蔗糖转化及成品：用浓度30~60% 的蔗糖溶液将转化系统充满，在25~35℃、PH为5~7、超声波照射频率18~150Hz，强度1~1000W/cm²的条件下，转化3~30小时，将蔗糖转化为异麦芽酮糖，使异麦芽酮糖转化率达到98% 以上；然后将转化液放出，经脱色、过滤、离子交换，并浓缩至50~75% 的浓度，然后进行喷雾造粒或结晶及干燥等常规工序得到成品；如果对浓缩液直接加晶种喷雾造粒，则没有母液产生，全部为成品；如果采用降温式结晶罐结晶，虽有母液产生，但母液仍可循环利用；转化罐中的固定转化酶可重复使用，加入蔗糖液重复上面的条件，便可继续转化；通常，本发明所述的固定转化酶的使用周期为30~90天；到期后重复步骤（1）和（2），更换新酶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述的红色精朊杆菌TS101变种是通过蔗糖驯化和诱导使红色精朊杆菌产生高酶活的α—葡萄糖基转移酶；该菌种具有高效稳定、超声波耐受性强、超声波下转化方向性好的特点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）所述的在生物转化反应器固定化酶制剂区域设置超声波发射器；超声波设置在酶制剂区域促进酶制剂将蔗糖转化成异麦芽酮糖。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）所述的在制备固定化酶制剂颗粒时，加入50~1000μm左右的玻璃纤维丝粉，混入海藻酸钙骨架中，增加颗粒强度，以适应超声波照射下的耐久性和对超声波的传导性。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）所述的玻璃纤维丝粉的加入量为100~1000mg；这是在由步骤（1）所得细胞浓浆为10mL体系下的加入量；若所得细胞浓浆体积有变，则按比例相应调整玻璃纤维丝粉的加入量；玻璃纤维丝粉的加入量会影响异麦芽酮糖的转化率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）所述的超声频率及强度设置为超声波照射频率18~150Hz，强度1~1000W/cm²。