[发明专利]用于制备酶固定珠的设备和使用其制备酶固定珠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备用于塔格糖(tagatose)的制备的酶固定珠(enzyme-immobilized bead)的设备，以及使用所述设备制备酶固定珠的方法。

更特定来说，本发明涉及用于制备酶固定珠的设备，所述设备包含喷嘴(nozzle)，所述喷嘴具有0.1mm到1mm的内径和圆柱形下端且包含形成于其下端处的切割型液体出口(cut-type liquid outlet)(垂直于喷嘴的垂直轴而切割)，并涉及使用所述设备制备酶固定珠的方法。

背景技术

塔格糖，一种半乳糖(galactose)的异构体(isomer)，是天然产生的低卡路里甜味料(sweetener)。虽然塔格糖展现类似于糖的甜度，即，糖的大约92％甜度，但塔格糖是作为糖的替代而受关注，因为塔格糖仅具有糖的大约38％的卡路里以及糖的大约4％的血糖指数(glycemic index，GI)。

而且，塔格糖被食品与药物管理局(Food and Drug Administration，FDA)认可为普遍认为安全(Generally Recognized As Safe，GRAS)，且因此被准许用作用于食品、饮料、健康食品、饮食添加剂和类似物，且已知在由人类摄入时几乎没有副作用，且因此预期广泛使用。

用于制造塔格糖的方法包含其中将化学催化剂(catalyst)用于异构化半乳糖的化学方法，以及其中使用异构酶(isomerase)来异构化半乳糖的生物方法。虽然化学方法具有经济效率和产量方面的优点，但存在的问题在于化学方法需要高温和高压下的化学工艺，具有复杂的工艺，且造成工业废品(industrial waste)。因此，越来越需要生物方法。

在与使用异构酶大量生产塔格糖的技术相关的现有技术中，韩国专利10-0872694揭示了使用阿拉伯糖(arabinose)异构酶大量生产塔格糖的方法，且韩国专利10-0464061揭示了其中将异构酶固定到适当载体(carrier)，然而引入半乳糖，进而驱动异构化(isomerization)成为塔格糖的方法。

然而，由于生物方法比化学方法对反应条件更敏感，因此当反应条件调整时，生物方法引起工艺效率、最终产量和类似物的较大差异。另外，当使用固定到载体的异构酶时，所制备载体的性质和固定程度根据用于固定的设备以及固定方法而变化，进而使得难以确定工艺效率、产量和类似物，且阻碍生物方法的有效使用。

因此，需要为了通过生物方法稳定地大量生产塔格糖而优化的用于制备酶固定珠的设备，以及用于将异构酶或能够产生异构酶的微生物细胞(microbial cell)有效地固定到载体的方法。

发明内容

【技术问题】

本发明的目的是提供用于制备用于塔格糖的制备的酶固定珠的设备，以及使用所述设备制备酶固定珠的方法。

更特定来说，本发明旨在提供用于制备酶固定珠的设备，所述设备包含喷嘴，所述喷嘴具有0.1mm到1mm的内径和圆柱形下端且包含形成于所述下端处的切割型液体出口(垂直于喷嘴的垂直轴而切割)。

本发明的另一目的是提供为通过酶固定珠的形状和大小的适当调整来进行异构化而优化的用于制备酶固定珠的方法。

【技术解决方案】

本发明涉及一种用于制备酶和/或能够产生酶的微生物细胞所固定到的珠的设备，以及使用所述设备制备酶固定珠的方法。

根据本发明的一个方面，用于制备酶固定珠的设备包含：a)第一罐(tank)，其中注入含有含酶材料(enzyme-containing material)和赋形剂(excipient)的混合液体；b)喷嘴单元，安置于所述第一罐的下端且包括喷嘴，所述喷嘴具有0.1mm到1mm的内径和圆柱形下端且在其下端处包含垂直于所述喷嘴的垂直轴切割的液体出口；以及c)第二罐，安置于所述喷嘴单元下方且含有氯化钙(calcium chloride)溶液。

所述第二罐中的所述氯化钙溶液的表面与所述喷嘴单元的所述液体出口之间的距离范围可为从0.1m到1.5m。

喷嘴单元可包含至少两个喷嘴。

第一罐可包含混合液体和/或空气入口。

根据本发明的另一方面，提供使用根据本发明的用于制备酶固定珠的设备制备酶固定珠的方法。

可将注入到所述第一罐中的所述混合液体调整到3,000cPs到7,000cPs的粘度，且可将0.1kg/cm²到3kg/cm²的压力施加于所述第一罐的所述空气入口。