[发明专利]一种利用全细胞转化生产异麦芽酮糖的方法

说明书

本发明公开了一种利用全细胞转化生产异麦芽酮糖的方法，属于基因工程技术领域。本发明提供了一种生产异麦芽酮糖的方法，此方法为利用可表达编码蔗糖异构酶的基因(核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示)的枯草芽孢杆菌工程菌全细胞转化生产异麦芽酮糖，利用此方法转化生产异麦芽酮糖，具有转化率、生产强度以及产率高的优势；利用本发明的方法转化生产异麦芽酮糖9h，即可将反应体系中500g/L的蔗糖转化为443g/L的异麦芽酮糖，蔗糖转化率高达94％、异麦芽酮糖产率高达88.6％、异麦芽酮糖时空产率高达49.2g/L·h。

技术领域

本发明涉及一种利用全细胞转化生产异麦芽酮糖的方法，属于基因工程技术领域。

背景技术

异麦芽酮糖(isomaltulose,α-D-吡喃葡糖基-1,6-D-果糖)，也称帕拉金糖，是蔗糖的一种同分异构体，有着与蔗糖相似的物理性质和口感，但与蔗糖不同的是，其甜度仅有蔗糖的一半，没有致龋齿性；并且，异麦芽酮糖被人体食用后，在人体血液中释放单糖的速度十分缓慢，不会刺激胰岛素的分泌，尤其适用于糖尿病人和肥胖人群；另外，异麦芽酮糖作为一种还原性功能二糖，是目前唯一没有用量限定的甜味剂，因此，异麦芽酮糖作为一种天然的、新型的功能性糖，被广泛应用在食品领域中。

目前，生产异麦芽酮糖的方法主要有以下种：一是微生物转化法，二是酶法生物合成。其中，微生物转化法是通过将普城沙雷氏杆菌属、大黄欧文氏菌属、克雷伯氏菌属和分散泛菌属的一些异麦芽酮糖主产野生型菌株接种至含有蔗糖的培养基中进行发酵以生产得到异麦芽酮糖，此方法通常使菌体发酵和蔗糖转化同步进行，但是，利用此方法生产异麦芽酮糖具有菌体浓度低、转化率低、生产强度弱等缺陷，另外，由于这些异麦芽酮糖主产野生型菌株遗传背景不清楚，可能潜在带有毒性因子，将应用这些菌株发酵得到的异麦芽酮糖应用于食品当中存在极大的安全隐患，因此，综合考虑，野生型菌株的微生物转化法不适用于大规模的工业生产。

酶法生物合成也分为两种，一种是先通过构建重组蔗糖异构酶的基因工程菌发酵获得蔗糖异构酶，然后通过发酵获得的蔗糖异构酶以蔗糖作为底物进行催化生产得到异麦芽酮糖；另一种是先构建重组蔗糖异构酶的基因工程菌，然后直接利用此基因工程菌以蔗糖作为底物进行全细胞催化生产得到异麦芽酮糖。此方法由于可在构建表达蔗糖异构酶的基因工程菌时选择绿色高效的食品安全级菌株作为宿主细胞，具有安全性高的优势，因此，酶法生物合成已成为食品用蔗糖异构酶领域的研究热点。但是，由于现有的可表达蔗糖异构酶的基因工程菌均产量不高，其产得的蔗糖异构酶也常存在比酶活低、蔗糖转化率低的缺陷，因此，利用酶法生物合成异麦芽酮糖仍存在底物转化率低、生产强度弱、产率低的缺陷。