[发明专利]塔宾曲霉及其全细胞催化生产低聚果糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品生物技术领域，涉及低聚果糖的生产方法，具体涉及一株塔宾曲霉培养及其全细胞催化生产低聚果糖的方法。

背景技术

低聚果糖，又称蔗果低聚糖（Fructooligosaccharides，缩写为FOS），是由1～3个果糖基通过β～1,2糖苷键与蔗糖结合而生成蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖的混合物。FOS具有促进肠道内益生菌，例如双歧杆菌的增殖，排毒清洁肠道，提高人体免疫力，改善脂质代谢，预防蛀牙，不被消化道吸收利用等优异性能，现被作为功能性食品配料广泛用于保健食品中。

目前以蔗糖为原料生产低聚果糖有两种方法：（1）液体深层发酵法；（2）固定化酶法。这两种方法都是以蔗糖为原料，由β–呋喃果糖苷转移酶（β-Fructofuranosidase）进行果糖基转移反应而合成，蔗糖既是果糖的供应者也是接受者。得到广泛应用的是深层液体发酵法，是指利用能分泌β-呋喃果糖基转移酶的微生物，经过培养后从培养液分离收集菌丝体，将菌丝体投入到含蔗糖、蛋白质、无机盐的复杂转化溶液中，在一定的条件下转化为含有低聚果糖（FOS）的糖浆。液体深层发酵法需要前期投入大量的发酵设备及其附属设备，所生产出来的产品成分发杂，不仅要除去大量的菌丝体，蛋白质和无机盐等杂质，而且还容易发生美拉德褐变，给后期的分离纯化带来诸多的困难，并且易使产品色度加深，影响感官质量。

而固定化酶的方法，因为固定后的酶容易游离，且底物与产物不断穿过载体屏障，产率会受到很大影响，专利号：01128345.9的中国发明专利主要利用固定化果糖基转移酶生产低聚果糖，先培养出大量菌丝体，将菌丝体破壁后将酶分离纯化，再将酶与有机高聚物进行交联固定化后，用分批或柱式反应法进行固定化果糖基转移酶生产低聚果糖。该方法的不足之处是步骤繁多，酶在固定化过程中非常容易失活，转化率低，由于蔗糖和转化后的产物要穿过固定化的颗粒，传质均匀性受到限制。另外，酶的分离纯化过程复杂且在此过程中酶活性有部分损失，在立体结构环境中不稳定，易失活等缺点，且酶的价格昂贵，造成固定化酶法转化成本较高，这些方面均严重制约了其在工业化上的应用。

发明内容

本发明针对现有低聚果糖生产技术的不足，目的在于提供一株塔宾曲霉及其全细胞催化生产低聚果糖的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一株塔宾曲霉是指塔宾曲霉（Aspergillustubingensis）Xg171_。21，已于2015年11月16日保藏与中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCCNo.11650。地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编：100101。

一株塔宾曲霉进行全细胞催化生产低聚果糖的方法，包括以下步骤：

（1）利用塔宾曲霉Xg171_。21菌种制备塔宾曲霉全细胞；

（2）利用上述塔宾曲霉全细胞催化蔗糖生产低聚果糖。

优选地，步骤（1）所述塔宾曲霉全细胞的制备，包括如下步骤：

（1-1）将保存在PDA斜面上的塔宾曲霉菌种进行活化；活化培养基为PDA斜面培养基；

（1-2）将活化后的孢子接种到发酵培养基中，培养一定时间后的菌体溶液为塔宾曲霉全细胞溶液；

（1-3）收集塔宾曲霉全细胞溶液，用滤布滤抽、洗涤、再抽滤，得到具有转化活性的塔宾曲霉全细胞。

优选地，步骤（2）所述塔宾曲霉全细胞催化生产低聚果糖的步骤如下：

（2-1）将所得的塔宾曲霉全细胞置于FOS转化体系中进行转化，FOS转化体系是蔗糖溶液；

（2-2）转化完成后，过滤转化液，回收塔宾曲霉全细胞菌体，过滤液经过浓缩，即制得低聚果糖。

进一步优选地，步骤（1）所述塔宾曲霉全细胞的制备，包括如下步骤：

（1-1）将保存在PDA斜面上的塔宾曲霉菌种进行活化。活化培养基为PDA斜面培养基，培养温度28～32℃，培养时间36～60h。

（1-2）将活化后的孢子接种到发酵培养基中，接种量1×10⁵个/L～1×10¹⁰个/L，于28～32℃，转速为100r/min～300r/min的条件下培养48～72h后的菌体溶液制成塔宾曲霉全细胞溶液；

（1-3）收集步骤（2）所得的塔宾曲霉全细胞溶液，用200目～400目的滤布抽滤、洗涤、再抽滤，得到具有转化活性的塔宾曲霉全细胞。