[发明专利]一种甘露聚糖酶及半乳糖苷酶复配水解槐豆胶生产半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法

说明书

本发明涉及一种甘露聚糖酶及半乳糖苷酶复配水解槐豆胶生产半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法，步骤如下：⑴制备质量浓度0.5％的刺槐豆胶底物；⑵向底物加入甘露聚糖酶和半乳糖苷酶的复合酶，甘露聚糖酶、半乳糖苷酶的酶活力比为25:1，调节混合物的pH为7.0；⑶搅拌均匀，放入44℃水浴锅中保温12±1h，将反应液沸水浴加热，离心，收集上清液，得半乳糖、甘露糖及甘露寡糖混合物。本方法首次利用半乳甘露聚糖底物槐豆胶制备甘露糖，半乳糖及甘露寡糖，丰富了甘露糖，半乳糖及甘露寡糖的来源，12h单糖及寡糖的生成率达到83％，协同率为1.41，该方法条件温和，酶解过程无污染物产生，且无毒、耗能低、产物安全性高。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其是一种甘露聚糖酶及半乳糖苷酶复配水解槐豆胶生产半乳糖、甘露糖及甘露寡糖的方法。

背景技术

甘露聚糖是除了木聚糖外，自然界分布最为广泛的一类半纤维素。天然的来源于植物的甘露聚糖可分为：聚甘露糖、葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖四类。槐豆胶也称刺槐豆胶，是由产于地中海一带的刺槐树种子加工而成的植物胶。如果半乳糖存在于聚甘露糖分子中，并通过α-1,6-糖苷键与主链中的甘露糖残基相连，则构成了半乳甘露聚糖，刺槐豆胶即为一种以半乳糖和甘露糖残基为结构单元的多糖化合物，甘露糖与半乳糖的比例大约为四比一。甘露聚糖主链的降解需要依靠内切和外切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶等酶的作用，但半乳甘露聚糖的完全水解还需要α-半乳糖苷酶的协同作用。

甘露糖是目前唯一用于在临床上的糖质营养素，其广泛分布于体液和组织中，可直接被利用合成糖蛋白，参与免疫调节。半乳糖常以D-半乳糖苷的形式存在于大脑和神经组织中，也是某些糖蛋白的重要成分，因其具有能量，可作为营养增甜剂使用。寡糖是一类直链或含有侧链的且含有2至10个相同或不同的单糖残基的糖。甘露寡糖具有稳定性能好、安全无毒害且热值低等特点，有很高的经济价值。目前植物来源的甘露寡糖较少，通过槐豆胶生产甘露寡糖有利于丰富寡糖的来源，对于后续研究具有重要意义。

甘露寡糖具有多种优良特性，目前已被广泛应用。甘露寡糖的获取主要有三种途径：(1)化学法降解聚糖获得寡糖；(2)从天然原料中提取；(3)生物降解法。然而自然界中存在的天然甘露寡糖含量低，提取工艺复杂困难；化学降解法过程中一般需要高温、酸碱等苛刻条件，反应的稳定性和重复性较差，对设备有严重的腐蚀性，且后处理烦琐、产物获得率底、成本高、污染性强等缺陷。相比前两种方法，生物降解法即酶解法是最好的选择。因为生物将解法比较简单，降解过程所需条件温和、酶解过程无污染物产生、无毒、耗能低、产物安全性高，是生产甘露寡糖最理想的方法。在节约资源，保护环境的基础上，酶解法做到甘露寡糖的制备提供了一种极佳的选择。

通过检索，发现如下一篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

一种糖苷水解酶及其复合酶在半乳甘露聚糖降解中的应用(CN109055333A)，首次克隆了来自嗜碱芽孢杆菌N16-5的糖苷水解酶基因man113A，导入pET28a载体并在大肠杆菌中诱导表达。纯化获得的113家族糖苷水解酶Man113A具有水解甘露寡糖产生甘露糖的活性。同时，该酶可用于与α-半乳糖苷酶协同作用，对槐豆胶、瓜尔豆胶等廉价半乳甘露聚糖底物进行降解，同时生成甘露糖和半乳糖。以槐豆胶为底物甘露糖和半乳糖转化率分别达到11.6％和8.8％，以瓜尔豆胶为底物甘露糖和半乳糖转化率分别达到8.4％和15.3％。

通过对比，上述专利公开文献主要是获得了Man113A蛋白，及该蛋白的应用，本发明主要是借助于响应面法优化了两种酶的复配工艺，主要保护的是响应面法优化槐豆胶的水解方法及最终的工艺参数，因此存在本质的不同。

发明内容