[发明专利]一种功能性κ-卡拉胶寡糖的酶解制备方法

说明书

本发明提供一种功能性κ‑卡拉胶寡糖的酶解制备方法，属于生物工程领域。以麒麟菜为原料采用高温水提法提取卡拉胶，利用发酵制备获得的κ‑卡拉胶裂解酶降解卡拉胶制备κ‑卡拉胶寡糖。本发明通过开发可生物降解卡拉胶多糖的κ‑卡拉胶裂解酶，再利用酶工程技术取代传统的化学降解法制备κ‑卡拉胶寡糖，使不易被人体吸收利用的高黏度多糖降解成富含生理活性的卡拉胶寡糖，以及一些小分子活性物质，实现红藻资源的高值化利用。

技术领域

本发明涉及一种功能性κ-卡拉胶寡糖的酶解制备方法，属于生物工程领域。

技术背景

海藻是一类重要的海洋资源，种类繁多，分布广泛，据统计，全世界发现的海藻物种中，红藻门共有6150种，绿藻门共4335种，褐藻为1765种。目前，海藻主要应用在食品工业，除此之外，在饲料、药品及油脂等方面也具有较高的利用价值。

卡拉胶(Carrageenan)是从红藻中提取的一种水溶性胶体，主要存在于红藻纲中的麒麟菜属、卡帕藻属、角叉菜属等藻类的细胞壁中，是世界三大海藻胶（琼胶、褐藻胶、卡拉胶）工业产品之一，主要作为食品添加剂应用。卡拉胶在医药领域也具有特殊的疗效，能够抑制许多重要病毒病原的活性（如粘液病毒、HIV、疱疹病毒、棒状病毒等），对免疫系统具有持续性的作用，是有效的抗凝血、抗溃疡、抗胃蛋白酶活、抗栓物质。但是卡拉胶分子量大，不易被人体吸收，利用率低，限制了其开发应用。低聚合度的卡拉胶寡糖除了可以保持大分子量卡拉胶的生物活性外，还具有易于吸收、无毒副作用等优势。对比卡拉胶，分子量较低的卡拉胶寡糖比高分子量的卡拉胶多糖的抗氧化活性更强，可能是因为，低分子量的寡糖更容易进入细胞内部，能够更有效的提供质子，发挥抗氧化的活性作用。相比ι-卡拉胶和λ-卡拉胶，κ-卡拉胶显示更高的抗氧化活性。

目前降解卡拉胶制备卡拉胶寡糖的方法主要有三种：化学法、物理法和酶法。酶法降解是利用卡拉胶裂解酶对卡拉胶进行降解，酶法降解具有专一性高、反应条件易于控制、不污染环境等优点，而且降解时不破坏底物的硫酸根基团结构，得到的产物分子量分布范围窄，是制备卡拉胶寡糖的理想手段。但是卡拉胶酶成本较高成为制约酶法制备的主要因素。

卡拉胶裂解酶(Carrageenase)是一种多糖水解酶，可以特异性降解卡拉胶的β-1,4-糖苷键，生成卡拉胶低聚糖。卡拉胶裂解酶具有底物特异性，根据可降解底物类型的不同，可将卡拉胶裂解酶分为 λ-卡拉胶裂解酶、κ-卡拉胶裂解酶、ι-卡拉胶裂解酶等。

本发明采用现代微生物工程技术开发可生物降解卡拉胶多糖的κ-卡拉胶裂解酶，再利用酶工程技术取代传统的化学降解法制备κ-卡拉胶寡糖，使不易被人体吸收利用的高黏度多糖降解成富含生理活性的卡拉胶寡糖，以及一些小分子活性物质，实现红藻资源的高值化利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能性κ-卡拉胶寡糖的酶解制备方法。以麒麟菜为原料，采用高温水提法提取卡拉胶，利用实验室开发制备的κ-卡拉胶裂解酶降解卡拉胶制备κ-卡拉胶寡糖，并分析其成份和生物活性，建立功能性κ-卡拉胶寡糖的酶解制备工艺。

为实现上述目的采用以下技术方案：

（1）卡拉胶的提取。以麒麟菜为原料提取卡拉胶，并对料液比、水提温度、pH、时间进行正交试验优化，确定最佳工艺条件为：料液比1:60w/v、温度100℃、pH7、水提时间3 h，在此条件下卡拉胶得率为44.8%。