[发明专利]通过使用缓冲液预处理提高琼脂中单糖生产产率的方法

说明书

本发明涉及一种通过使用缓冲液预处理来改善琼脂中单糖的生产产率的方法，并且通过使用琼脂代替琼脂糖作为初始底物，使用缓冲液作为预处理溶液，并依次使用琼脂酶、琼脂糖分解β‑半乳糖苷酶和α‑新琼脂二糖水解酶作为酶水解中使用的酶，而具有有效改善作为单糖的3,6‑脱水‑L‑半乳糖和半乳糖的生产产率的效果。

技术领域

本发明涉及一种使用缓冲液作为预处理溶剂以从琼脂中酶促产生单糖来改善单糖例如3,6-脱水-L-半乳糖和半乳糖的生产产率的方法。

背景技术

海藻与目前在各种领域中使用的木质纤维素或草本生物质相比，具有低含量的不适用的组分例如木质素等，因此能够转化为单糖，其是用于更容易生产生物能源和生物化学的原材料。此外，由于海藻不使用生物质资源，因此它们也没有由于生物质资源的增能而引起的问题。由于这样的原因，海藻作为生物化学以及替代能量的生产中的重要生物质已经受到关注(Wi等,Bioresour Technol,100(2009),第6658-6660页)。

特别地，已经报道红藻(例如，苍耳(Gelidium amansii))是用于产生这样的生物能和生物化学物质的来源，并且还高度适用于医疗和化妆品领域，因为其成分琼脂低聚糖具有优异的生理特性，例如抗氧化、抗炎症、抗癌、抗过敏、美白、保湿活性等(Tomono等，美国专利No.76622291(2009),Enoki等，美国专利No.691143282(2005),Chen等，FoodTechnol Biotechnol.43(1)第29-36页(2005),Chen等，Nut J.5(31)第1-12(2006))。红藻具有琼脂糖作为主要成分，其是由α-1,3键连接3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖作为基本单元的新琼脂二糖的聚合物，其通过β-1,4键相互连接。

发明人通过实验证明，包括新琼脂二糖的琼脂低聚糖的生理功能是由3,6-脱水-L-半乳糖引起的(Yun等，Appl Microbiol Biotechnol.97(7)第2961-70页(2013))。此外，通过温和的化学预处理代替化学处理来生产3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖的方法(Jol等，Anal Biochem.268,第213-222页(1999),Kim等，Bull Korean Soc.31(2)第511-514页(2010))，其在3,6-脱水-L-半乳糖的生产中具有非常低的产率和容易过度降解的问题，并且已经报道了酶糖化(韩国专利公开号2013-0085017)。

琼脂低聚糖通过Aga50D降解为主要反应产物即新琼脂二糖和新琼脂三糖(D-半乳糖-β-1,4连接-3,6-脱水-L-半乳糖-α-1,3连接-D-半乳糖)，所述Aga50D是在化学预处理后处理的外切型琼脂酶。之后，新琼脂二糖通过α-新琼脂二糖水解酶SdNABH最终水解成3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖(韩国专利公开号2010-0108241)。在该方法中，虽然预处理对于提高Aga50D的反应性是必要的，但是目前使用的用弱酸的温和化学预处理方法需要中和或冻干以用于随后的酶反应，从而产生大量的中和中产生的盐以及相当数量的处理费用。此外，当进行化学预处理时，主要降解3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖之间的α-1,3键，并且当处理外切型β-琼脂酶时，最终保留琼脂三糖，而不降解成3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖，这也成为降低单糖的生产产率的原因。此外，到目前为止，在3,6-脱水-L-半乳糖和D-半乳糖的生产中，琼脂糖已经用作初始底物，并且通过重复数次的分离和纯化过程由红藻产生，因此是昂贵的。

因此，需要开发能够简化整个过程、降低整个过程的成本并提高单糖的生产产率的工艺技术。

发明内容

[技术问题]

本发明的目的是提供一种通过使用琼脂作为底物来提高单糖例如3,6-脱水-L-半乳糖和半乳糖的生产产率的方法，以简化生产过程并降低生产的单位成本，并且适当地使用预处理溶剂和在酶水解中使用的水解酶。

[技术方案]