[发明专利]一种酶法合成低聚乳果糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酶法合成低聚乳果糖的方法，即一种利用菌种(Arthrobacter sp10138)产果糖苷酶生产低聚乳果糖的方法。

背景技术

低聚乳果糖(lactosucrose，LS)是功能性低聚糖的一种，化学名为O-β-D-galactopyranosyl-(1→2)-β-D-fructofuranoside，它是以蔗糖和乳糖为原料，经过节杆菌(Arthrobacter)产生的β-呋喃果糖苷酶的作用生成的。首先，蔗糖首先被催化水解为葡萄糖和果糖，然后分解下来的果糖基优先转移至乳糖还原性末端的C1位的羟基上，从而合成4-β-D-半乳糖基蔗糖，即低聚乳果糖。该糖是一种非还原性低聚糖，由三个单糖组成，其结构从一侧看为乳糖接上一个果糖基，从另一侧看则为蔗糖接上一个半乳糖基。商品化的低聚乳果糖是一种包括低聚乳果糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖以及其他微量的低聚糖(如1-蔗果三糖、半乳糖基果糖、半乳糖基乳糖等)在内的混合物。低聚乳果糖很难被人唾液中的消化酶、胃液及小肠粘膜中的酶消化水解，几乎不被分解直达大肠，能量值极低，很少被转化为脂肪，具有降低血脂、改善脂质代谢、降低血液中的胆固醇和甘油三酯含量的功效。与其他功能性低聚糖一样，摄入低聚乳果糖后能促进双歧杆菌的生长繁殖，且不能被肠道中的产气荚膜杆菌和梭菌利用。低聚乳果糖一直是国际上的研究热点，市场需求广阔，目前低聚乳果糖生理功能的研究主要其中在动物实验方面，该寡糖在肠道内的作用机理，代谢调控以及其在医用保健方面的价值。国内对低聚乳果糖做了初步研究，还没有工业化生产的报道，因此具有广阔的应用前景。

酶法生产有两种合成方法，一是利用半乳糖苷转移酶将乳糖分解产生的β-半乳糖基转移至蔗糖中葡萄糖的C4羟基上，如S.poroboromyce菌和Rahnella菌产生的某些酶类；二是利用果糖基转移酶将蔗糖分解产生的果糖基转移至乳糖还原性末端的C1羟基上，适合的酶类有纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)的果聚糖蔗糖酶(levansucrase)和节杆菌(Arthrobacter sp.K-1)的β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuransidase)。工业上主要是利用节杆菌产的β-呋喃果糖苷酶生产低聚乳果糖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酶法合成低聚乳果糖的制备方法，该制备方法工艺简单，成本低。

本发明的目的通过以下方案实现：

(1)将等量的乳糖和蔗糖用磷酸缓冲溶液(PBS溶液)配制成终浓度为30％～60％，pH6.5～7.5的混合糖液；(2)将上述混合糖液与含β-呋喃果糖苷酶的粗酶液混合，混合糖液与粗酶液体积比为3∶1～3∶5；(3)将上述混合液在30℃～45℃下反应，反应时间为12～32h。待酶促反应完成后，80～100℃灭酶10～20min，3000-6000r/min下离心20-40min，除去蛋白质，得到含量为15％～28％的低聚乳果糖溶液。

本发明工艺所制得的低聚乳果糖溶液色泽为淡黄色，低聚乳果糖含量为15％～28％。

本发明具有以下优点：

(1)具有工艺简单，成本低等优点，具有很好的开发利用前景；

(2)低聚乳果糖含量为15％～28％，与国内的相同研究领域相比，得率得到了进一步提高，缩小了与国外的差距(研究水平28.5％)。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

以下所述的粗酶液为Arthrobacter sp.10138菌所产的发酵液离心去除菌体后的溶液。

实施例1：

将乳糖和蔗糖(1∶1)用PBS溶液配制成终浓度为30％(m/v)，pH为7.5的混合糖液，将混合糖液与粗酶液混合，混合糖液与粗酶液的比为3∶4，充分混合之后将混合液放在35℃下反应16h。待反应完成之后，100℃灭酶10min，4500r/min下离心25min，除去蛋白质，得到含量为21.45％的低聚乳果糖溶液。

实施例2：

将乳糖和蔗糖(1∶1)用PBS溶液配制成终浓度为40％(m/v)，pH为6.5的混合糖液，将混合糖液与粗酶液混合，混合糖液与粗酶液的比为3∶2，充分混合之后将混合液放在40℃下反应24h。待反应完成之后，100℃灭酶10min，4500r/min下离心25min，除去蛋白质，得到含量为19.21％的低聚乳果糖溶液。

实施例3：