[发明专利]一种β-甘露糖苷酶含量低的α-半乳糖苷酶的制备方法

说明书

本发明公开了一种β‑甘露糖苷酶含量低的α‑半乳糖苷酶的制备方法，以里氏木霉为产酶菌株，以半乳甘露低聚糖为碳源，采用发酵法生产β‑甘露糖苷酶的酶活力不高于0.05U/mL的α‑半乳糖苷酶酶液。本发明采用里氏木霉以半乳甘露低聚糖为碳源和诱导物发酵产α‑半乳糖苷酶，在获得较高α‑半乳糖苷酶酶活力的同时，酶液中β‑甘露糖苷酶含量（活力）很低，该酶液无需纯化除去β‑甘露糖苷酶即可直接与β‑甘露聚糖酶协同水解半乳甘露聚糖制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖，可有效降低半乳甘露聚糖定向降解制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖的生产成本。

技术领域

本发明属生物化学中微生物培养技术领域，具体涉及一种β-甘露糖苷酶含量低的α-半乳糖苷酶的制备方法。

背景技术

功能性低聚糖和功能性小分子聚糖因其特殊的生物学功能作为添加剂在功能性性食品、饲料生产中的应用日益受到重视。功能性低聚糖和功能性小分子聚糖的生物学功能主要表现为对人或动物体肠道内双歧杆菌等有益菌的选择性增殖作用、阻断病原菌在消化道中定植和可溶性膳食纤维功能等。通常来说，小分子聚糖的聚合度越低，其生物学功能尤其是对双歧杆菌等有益菌的选择性增殖作用越强，因此，提高小分子聚糖中低聚合度组分和低聚糖的含量是功能性小分子聚糖和功能性低聚糖制备的关键技术之一。

小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖是来源于田菁、香豆和瓜尔豆等植物中的半乳甘露聚糖的不完全降解产物。半乳甘露聚糖不完全降解制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖的方法包括物理法、化学法和酶法，其中酶法制备技术因具有反应条件温和、反应可控制、副产物少、得率高等优点而成为最有工业应用前景的技术。目前，酶法制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖的方法是采用β-甘露聚糖酶选择性降解半乳甘露聚糖。β-甘露聚糖酶是由β-甘露聚糖酶(也称内切β-甘露聚糖酶)和β-甘露糖苷酶组成的复合酶系，在用于制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖的β-甘露聚糖酶系中，β-甘露糖苷酶的存在将引起降解产物中单糖含量提高和小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖的得率降低。因此，在β-甘露聚糖酶降解半乳甘露聚糖制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖酶反应体系中，β-甘露糖苷酶的含量(通常用酶活力表示)应尽可能低。

来源于田菁、香豆和瓜尔豆等植物的半乳甘露聚糖是一种高分支度的聚合物，其结构是甘露糖通过β-1,4-糖苷键形成主链，在甘露聚糖主链上通过α-1,6-糖苷键连接有数量不等的半乳糖。例如，来源于田菁种子和瓜尔豆的半乳甘露聚糖分子中，甘露糖和半乳糖分子的比例是1:2，即主链上平均每2个甘露糖分子上连有一个半乳糖分子。在β-甘露聚糖酶降解半乳甘露聚糖过程中，β-甘露聚糖酶只能降解半乳甘露聚糖主链上的β-1,4-糖苷键，而不能降解半乳甘露聚糖主链分子上的甘露糖与支链半乳糖形成的α-1,6-糖苷键，相反，半乳糖支链成为β-甘露聚糖酶降解半乳甘露聚糖的一个障碍，即支链半乳糖对β-甘露聚糖酶的空间位阻效应，从而影响β-甘露聚糖酶对半乳甘露聚糖的降解程度，具体表现为半乳甘露聚糖降解产物中生物活性高的小分子聚糖和半乳甘露低聚糖组分在降解产物中所占的比例不高。

破解β-甘露聚糖酶降解分支度高的半乳甘露聚糖制备小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖过程中由半乳糖支链对β-甘露聚糖酶形成的空间位阻效应的策略是在β-甘露聚糖酶反应体系中添加适量的α-半乳糖苷酶。α-半乳糖苷酶是一种糖苷水解酶，能够特异性水解半乳甘露聚糖分子中甘露糖和半乳糖之间形成的α-1,6-糖苷键。采用β-甘露聚糖酶和α-半乳糖苷酶协同水解分支度高的半乳甘露聚糖，通过α-半乳糖苷酶对半乳甘露聚糖支链半乳糖的水解，降低了半乳糖支链对β-甘露聚糖酶水解半乳甘露聚糖主链的空间位阻效应，从而提高了β-甘露聚糖酶降解半乳甘露聚糖的程度并使降解产物中低聚合度小分子半乳甘露聚糖和半乳甘露低聚糖组分的含量提高。