[发明专利]单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法

说明书

本发明公开了一种单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，包括：以天然木聚糖为酶解底物，用双功能木聚糖水解酶进行酶解，同时制得阿魏酸和木糖；其中，所述双功能木聚糖水解酶至少包括以下氨基酸片段E‑N‑Q‑N‑D‑I‑P、G‑G‑G、F‑S‑A、D‑D‑P‑V‑E‑R、D‑D‑S以及R‑H‑G。本发明能够同时制备阿魏酸和木糖，一定程度克服了现有技术过程复杂、成本高的缺陷。

技术领域

本发明涉及阿魏酸和木糖的制备方法。更具体地说，本发明涉及一种单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法。

背景技术

木糖是可食用单糖，也是理想的生物发酵和生物合成的基本单糖分子，以木糖为基础合成的木糖醇等衍生物也已被被广泛应用于食品、医药和化工产业中。阿魏酸则因其良好的抗血栓、抗肿瘤、抗衰老等生理功能，已被作为功能性食品的高附加值生物活性因子而被广泛关注。天然木聚糖分子中同时富含木糖和阿魏酸组分，现有技术一般使用糖苷水解酶(EC 3.2.1)和羧酸酯酶(EC 3.1.1)分别作用于木聚糖分子的主链和阿魏酸侧链来实现木糖和阿魏酸的制备，两种产物需要分别制备，制备过程较复杂，成本较高。因此，亟需设计一种能够克服上述缺陷的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，其能够同时制备阿魏酸和木糖，一定程度克服了现有技术过程复杂、成本高的缺陷。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，包括：

以天然木聚糖为酶解底物，用双功能木聚糖水解酶进行酶解，同时制得阿魏酸和木糖；其中，所述双功能木聚糖水解酶至少包括以下氨基酸片段E-N-Q-N-D-I-P、G-G-G、F-S-A、D-D-P-V-E-R、D-D-S以及R-H-G。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述双功能木聚糖水解酶至少包括以下氨基酸片段E-N-Q-N-D-I-P-L-F-D、G-G-G、L-G-F-S-A-G-G、D-K-K-N-D-D-P-V-E-R、S-D-D-S-S以及H-G-R-H-G-L-G-L。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述双功能木聚糖水解酶为Caldicellulosiruptor lactoaceticus来源。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述双功能木聚糖水解酶在NCBI数据库中的编号为WP014043093。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，以天然木聚糖为酶解底物，加入双功能木聚糖水解酶，在40～80℃下反应20～60h，得酶解液，从酶解液中分离木糖和阿魏酸。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，以5～15wt％天然木聚糖为酶解底物，加入50～500U/mL的双功能木聚糖水解酶，在55～75℃下反应24～48h，得酶解液，从酶解液中分离木糖和阿魏酸。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述双功能木聚糖水解酶的制备方法包括：根据双功能木聚糖水解酶基因构建重组质粒，将重组质粒转化进入宿主，得到表达双功能木聚糖水解酶的基因工程菌，培养、诱导基因工程菌，从培养液中分离出双功能木聚糖水解酶。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述双功能木聚糖水解酶的制备方法包括：根据双功能木聚糖水解酶基因构建重组质粒，将重组质粒热激转化进入大肠杆菌宿主，得到表达双功能木聚糖水解酶的基因工程菌，将基因工程菌于37℃培养，当菌液OD₆₀₀值达到0.8时，降温至18℃，在18℃条件下，使用异丙基硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导12h，用高压均质法破碎菌体，将菌液上清依次过亲和层析柱和分子筛，得双功能木聚糖水解酶酶液。

优选的是，所述的单酶催化制备阿魏酸和木糖的方法，所述天然木聚糖包括麦糟、麦麸或玉米芯。