[发明专利]聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒及在低聚果糖生产中应用

说明书

技术领域

本发明属于食品生物工程领域，特别涉及一种聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒及在低聚果糖生产中应用。

背景技术

低聚果糖是果糖基经β（2→1）糖苷键连接而成的，聚合度为2～9的功能性低聚糖，属于保健食品原料。低聚果糖按结构分为蔗-果型低聚果糖和果-果型低聚果糖，其中蔗-果型低聚果糖是在果糖基转移酶（Fructosyl transferase，FTase）的催化作用下，蔗糖的果糖残基（F）上通过β（2→1）糖苷键连接1～4个果糖基（F）所形成的蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）和蔗果六糖（GF5）的混合物。

当以蔗糖为底物时，最初只有蔗果三糖（GF2）和葡萄糖（G）生成:

但随着反应进行下去，蔗果三糖（GF2）和蔗果四糖（GF3）也可以作为反应底物，其反应分别是：

2GF2→GF3+G；2GF3→GF4+G(GF4代表蔗果五糖)

在果糖基转移酶（FTase）的催化作用下，以蔗糖为原料进行分子内转移果糖基反应来生产低聚果糖，是当前工业规模上生产低聚果糖的主要技术手段。

从低聚果糖形成的作用机理可以知道，酶或菌丝体首先作用于蔗糖，分解成一分子果糖（F）和一分子葡萄糖(G)，这一分子果糖在果糖转移酶的作用下，与蔗糖结合才形成蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖。随着反应历程的进行，反应体系中必然存在着浓度越来越高的葡萄糖，高浓度的葡萄糖必然影响反应的平衡，形成阻遏，抑制了低聚果糖最大限度的形成。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒。

本发明的再一目的在于提供所述的聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒在低聚果糖生产中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒的制备方法，包括以下步骤：

（1）用水将聚氨酯光交联树脂预聚物配制成浓度为质量百分比25～45%的聚氨酯光交联树脂预聚物水溶液；

（2）往步骤（1）制备的聚氨酯光交联树脂预聚物水溶液中加入光敏剂安息香乙醚，安息香乙醚的用量为体积百分比1%；蒸汽灭菌后，冷却，加入果糖基转移酶溶液和葡萄糖异构酶溶液；搅拌均匀后，倒入玻璃模框摊平，用波长365nm、功率100W的紫外光距离玻璃模框25厘米处照射，待胶体凝固后即得聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒。

步骤（1）中所述的聚氨酯光交联树脂预聚物（PCPU），其主链为聚醚聚氨酯结构，末端为含C=C双键的甲基丙烯酸酯基团，分子量优选为4000；

步骤（2）中所述的果糖基转移酶溶液和所述的葡萄糖异构酶溶液的用量按果糖基转移酶和葡萄糖异构酶的酶活力比值为4:1～2:1进行计算；

步骤（2）中所述的果糖基转移酶溶液可为果糖基转移酶纯溶液，或为果糖基转移酶和产果糖基转移酶的微生物细胞混合得到的溶液；

步骤（2）中所述的葡萄糖异构酶溶液可为葡萄糖异构酶纯溶液，或为葡萄糖异构酶和产葡萄糖异构酶的微生物细胞混合得到的溶液；

步骤（2）中所述的果糖基转移酶溶液优选通过如下方法制备得到：将保藏于位于中国武汉的中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2012年4月10日，保藏编号为CCTCC NO:M2012106的米曲霉（Aspergillus oryzae）scut209菌株接种于种子培养基中，30℃振荡培养36h，然后接种于100.0ml发酵培养基中，30℃、200r/m振荡培养48h，离心收集菌丝体，蒸馏水洗涤两次后，加入10.0ml浓度为0.05mol/L、pH6.0的磷酸盐缓冲液，于冰浴条件下，用超声波破碎细胞，得到果糖基转移酶溶液；

其中，种子培养基的组成如下：白砂糖3.0%（w/w），营养肉汤3.6%（w/w），自然pH；发酵培养基的组成如下：白砂糖5.0%（w/w），豆粕粉2.0%（w/w），玉米粉0.3%（w/w），自然pH；

所述的超声波的操作参数为570W；方式：破碎9秒，间歇5秒；时间：30分钟；

所述步骤（2）中所述的葡萄糖异构酶优选为杰能科生物工程有限公司的葡萄糖异构酶，酶活力单位为3000U/ml；

步骤（2）中所述的照射的时间优选为5min；

一种聚氨酯光交联树脂固定双酶颗粒，由上述制备方法得到；