[发明专利]一种生产D-塔格糖的方法

说明书

本发明公开了一种生产D‑塔格糖的方法，是以乳糖为原料，同时加入含固定化β‑半乳糖苷酶、L‑阿拉伯糖异构酶和葡萄糖氧化酶的复合酶制剂，利用其中的β‑半乳糖苷酶水解乳糖为半乳糖和葡萄糖，利用其中的L‑阿拉伯糖异构酶催化半乳糖生成D‑塔格糖以及利用其中的葡萄糖氧化酶氧化副产物葡萄糖为带负电荷的葡萄糖酸，并用离子交换树脂除去葡萄糖酸，实现副产物的去除，得到含D‑塔格糖的转化液。本发明方法工艺简单、操做方便、效率高，可降低D‑塔格糖的生产成本，工业化生产及应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种生产D-塔格糖的方法，尤其涉及一种以乳糖为原料生产D-塔格糖的方法，属功能性稀有糖制备技术领域。

背景技术

稀有糖是一类重要的碳水化合物，在膳食、保健、医药等领域中发挥着非常重要的功能。根据国际糖协会定义，稀有糖是“在自然界存在但含量极少的一类单糖及其衍生物”，一般具有低热量、低吸收等特点，并且具有多种生理功能。

D-塔格糖(D-Tagatose缩写D-Tag)是一种六碳酮糖，甜度为蔗糖的92％，产生的热量仅为蔗糖的1/3，具有抗氧化、降血糖、防龋齿等生理功效，鉴于D-塔格糖良好的性质，美国食品及药品管理局于2016年对D-塔格糖的安全性进行确认，并正式批准其为GRAS食品，允许应用于食品和保健品以及医药制剂中，开发应用前景极为广阔，是近年来功能糖的研究热点之一。

D-塔格糖可由化学法和生物法两种方法合成，化学合成法是以可溶性碱金属或碱土金属盐为催化剂，在碱性条件下催化D-半乳糖与金属氢氧化物发生异构化反应，生成金属氢氧化物、D-塔格糖复合物沉淀，然后加酸进行中和分离沉淀，得到D-塔格糖。化学合成法存在很多的缺点，如副产物多、环境污染较严重等。目前，生物合成法已成为研究的热点，已报道的有经过脱氢酶催化氧化半乳糖醇得到D-塔格糖，或者通过L-阿拉伯糖异构酶催化D-半乳糖异构化生成D-塔格糖。但半乳糖的原料成本价比较高，以乳糖替代半乳糖作为生产D-塔格糖的原料越来越普遍，成为市场化的选择。以乳糖为原料，乳糖经β-半乳糖苷酶水解产生半乳糖和葡萄糖，其中的半乳糖经过L-阿拉伯糖异构酶催化生成产物D-塔格糖，葡萄糖成为副产物。由于葡萄糖与塔格糖的性质及其接近，使得后期塔格糖产品分离纯化极为困难，且分离纯化的成本高。

经检索，利用成本低廉的乳糖为原料生产D-塔格糖，把乳糖水解副产物葡萄糖用酶法转化为带负电荷的葡萄糖酸并利用离子交换树脂吸附和去除的简便方法未见报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、有效、纯生物法生产D-塔格糖的方法。

本发明所述生产D-塔格糖的方法，步骤是：

(1)以乳糖为原料，配制pH为6.5±0.5的乳糖溶液；

(2)以复合固定化酶为固体催化剂并加入制得的乳糖溶液中，在设定的催化条件下催化乳糖溶液，然后离心去除固体催化剂；

(3)向去除固体催化剂的乳糖溶液中加入过量的离子交换树脂，吸附葡萄糖酸，然后过滤除去离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液；

其特征在于：

步骤(1)所述乳糖溶液的浓度为100±5g/L；

步骤(2)所述复合固定化酶是由固定化β-半乳糖苷酶、固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50±5:10±2的比例混合制得；该复合固定化酶加入步骤(1)制得的乳糖溶液中的量按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g或490g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂；

步骤(2)所述设定的催化条件为55±5℃，100rpm，催化时间3-4h；

步骤(2)所述离心去除固体催化剂的条件为10000±1000rpm，5-10min；