[发明专利]一种生物合成菊二糖的方法

说明书

一种生物合成菊二糖的方法，属于食品生物加工技术领域。本发明以菊糖为底物，采用菊糖果糖转移酶以及双果糖酐III水解酶两步法催化反应合成菊二糖。第一步是用菊糖果糖转移酶催化菊糖反应获得双果糖酐III，该步骤中所得合成的双果糖酐III可以用于下一步中菊二糖的生产，因此简化了双果糖酐III的纯化过程，节省能源消耗，降低生产成本。再向第一步反应所得的双果糖酐III溶液中加入双果糖酐III水解酶催化双果糖酐III合成菊二糖。本发明的工艺简单，效率高，菊糖合成菊二糖的转化率能够达到45%~50%。本发明提供了一种新型生产菊二糖的方法。

技术领域

本发明涉及一种生物合成菊二糖的方法，特别涉及一种通过两种酶两步法实现菊二糖（inulobiose）的生物合成的方法，属于食品生物加工技术领域。

背景技术

双果糖酐 III （DFA III）是一种新型的功能性甜味剂，其结构主要是由两个果糖分子脱去两个水分子形成如下结构的糖苷（α-D-fructofuranose-2'1:2,3'-β-D-fructofuranose dianhydride）。

由于异头碳上的羟基都成糖苷键，因此DFA III是一种新型的非还原性双糖。DFAIII甜度只有蔗糖的1/2，但是热量相对蔗糖很低，只有蔗糖的1/15。因此，DFA III可以作为一种理想的蔗糖替代糖而应用到低能量食品及糖尿病人食品中，防治糖尿病。

菊二糖是一种较为稀有的二糖，是由两个果糖分子以β-1，4糖苷键连接脱去一份子水而成。菊二糖可以被β-呋喃果糖苷酶水解为两分子果糖，与此同时，菊二糖也可用于低聚果糖的合成。目前研究发现一种DFA III水解酶能够水解DFA III生成稀有的菊二糖。考虑到DFA III价格昂贵，本发明通过转化自然界存在较为广泛的菊糖，两步合成稀有的菊二糖，成本低，工艺简单。

发明内容

本发明的目的是提供一种廉价的菊二糖的合成方法，所制备的菊二糖具有较高的纯度。整个合成过程工艺简单，效率高，成本低。

本发明的技术方案，一种生物合成菊二糖的方法，以菊糖为底物，采用菊糖果糖转移酶以及双果糖酐III水解酶两步法催化反应合成菊二糖，先使用菊糖果糖转移酶将菊糖转化为功能性二糖双果糖酐III，再使用双果糖酐III水解酶转化双果糖酐III合成功能性菊二糖。

具体步骤如下：

（1）功能性二糖双果糖酐III的合成：将菊糖完全溶解于水中，浓度控制为100-200g/L，调节pH值为5.5~6.5，温度控制在50~55℃，加入菊糖果糖转移酶，加入量为0.08~0.1U/g菊糖，恒温反应2~20h；所得反应液也称菊糖转化液；

菊糖浓度控制在100-200g/L，菊糖果糖转移酶加入量控制在0.08~0.1U/g菊糖，此浓度范围内菊糖果糖转移酶的转化效率较高；pH控制在5.5~6.5，温度控制在50~55℃，此范围是菊糖果糖转移酶的最适pH和最适温度范围；

（2）功能性菊二糖的合成：将步骤（1）所得菊糖转化液温度控制在50~55℃，再向其中加入双果糖酐III水解酶，添加的双果糖酐III水解酶浓度为0.8~1U/g菊糖，pH值仍然控制在5.5~6.5，恒温反应2~20h；

温度控制在50~55℃，pH值仍然控制在5.5~6.5，再向其中加入双果糖酐III水解酶，添加的双果糖酐III水解酶浓度为0.8~1U/g菊糖。此范围是双果糖酐III水解酶的最适温度和pH范围，酶在此范围内活性较高；

（3）纯化：对步骤（2）反应液进行纯化，清除其中的副产物蔗糖，葡萄糖，果糖等；将步骤（2）反应后的溶液流经sepax色谱柱，洗脱液为超纯水；流速为0.8mL/min，洗脱温度为85℃，进样量为50μL。