[发明专利]一种采用复合凝胶微球控制右旋糖酐分子量的方法

说明书

本发明属于发酵工程及酶工程的技术领域，具体涉及一种采用复合凝胶微球控制右旋糖酐分子量的方法。所述方法包括如下依次步骤：1）配置种子培养基：培养基中包括蔗糖溶液；2）在种子培养基中接种菌液、活化菌种；3）将活化好的菌种摇床培养得到种子液；4）取种子液进行发酵培养；5）发酵过程中进行酶解：培养基中加入复合凝胶微球。利用复合凝胶的特殊性质，实现α‑葡聚糖酶的固定化，还可在应用环境有需求时就地降解，即在提高酶的稳定性和重复使用能力的同时，使得低分子量右旋糖酐的发酵和水解有效整合，并且水解过程可控，产品的分子量分布宽度更窄。

技术领域

本发明属于发酵工程及酶工程的技术领域，具体涉及一种采用复合凝胶微球控制右旋糖酐分子量的方法。

背景技术

右旋糖酐是一种由α-1,6-糖苷键连接葡萄糖单体聚合而成的高分子胞外多糖，在食品、医药行业有着广泛应用。因为动物不能水解其连接的糖苷键，所以多作为益生元直接加入到保健和医药产品中。同时，葡聚糖进入人体后可被降解成低分子，此产物与血浆相溶性较好，适合用作代血浆。此外还有文献指出葡聚糖具有一定的抗肿瘤和抗菌的效果。由于其稳定，无毒而且难以被肠胃消化吸收的特点，也可在食品工业中用作增稠剂，保护剂或防腐剂使用。其中果汁、果酱和啤酒生产上已有应用报道。

α-葡聚糖酶（Dextranase，1,6-D-glucan-6-glucanohydrolase；EC3.2.1.11）是一种可特异性水解特定糖苷键的酶蛋白，在国内食品行业，特别是甘蔗亚硫酸法制糖，原糖精炼以及甜菜制糖已有一定的应用，对于在降低糖汁中的葡聚糖汁，进而减少黏度，增加过滤效率，减少沉降时间，提高简纯度都有明显效果。

目前有专利CN103993052公开了一种发酵生产微分子量右旋糖酐的方法，直接在肠膜明串珠菌发酵生产右旋糖酐过程中直接添加酶制剂一步制备特定分子量右旋糖酐的方法。

专利CN107988284公开了一种生产小分子右旋糖酐的方法及其产品和用途，将右旋糖酐酶吸附到酶膜反应器中，将高分子量的半成品降解到低分子量。

专利CN105671104公开了一种固定化右旋糖酐酶降解小分子右旋糖酐的制备方法，采用棘孢青霉菌和醋杆菌固定化卡拉胶体中合成低分子量的右旋糖酐。

专利CN109456955公开了一种固定化右旋糖酐酶的制备方法，将右旋糖酐酶固定化磁性载体上的方法，并应用在醋酸盐缓冲液中水解右旋糖酐。

上述领域已有的应用报道主要存在以下一些问题，首先α-葡聚糖酶是内切水解酶，其终产物并不是单糖，而是一系列寡糖的混合物。如果反应时间过长，容易产生大量分子量低且分布范围很宽的副产物。同时一些右旋糖酐生产使用的菌株，发酵周期较长，因此当需要在发酵过程中控制产物分子量时，就会增加酶的停留时间，进一步扩大产物分子量的分布范围。其次，含大量右旋糖酐的发酵液黏度较高，不利于传质，发酵中期加入α-葡聚糖酶可以提升发酵效率，但这同样可能面临酶停留时间过长的情况。最后，α-葡聚糖酶稳定性较好，当右旋糖酐分子量下降到预定范围内后，需要进行灭活操作，否则在后续处理中分子量可能会继续降低，分子量分布范围变宽。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种采用复合凝胶微球控制发酵右旋糖酐分子量的方法，以交联α-葡聚糖酶的复合凝胶微球为基础，在发酵右旋糖酐过程中同时控制产物分子量的方法，通过控制凝胶微球的加入时间点，以及利用缓冲液的变换促进微球溶解或直接取出，达到有效中止酶促反应、控制产物分子量分布的目的。

本发明的技术内容如下：

一种采用复合凝胶微球控制发酵右旋糖酐分子量的方法，所述方法包括如下依次步骤：

1）配置种子培养基：培养基中包括蔗糖、蛋白胨、十二水合磷酸氢二钠、磷酸二氢钾的成分，高温灭菌；