[发明专利]利用超声波促进酶制剂高效转化异麦芽酮糖的方法

摘要

本发明公开了一种利用超声波促进酶制剂高效转化异麦芽酮糖的方法，其特点是通过对酶制剂及转化液进行超声波照射来提高异麦芽酮糖转化率进而提高收率，无母液等副产物。同时给出具有超声波耐受性的转化用菌种以及增强的细胞固定化方法。本发明首先发酵红色精朊杆菌并收集菌体，然后对菌体固定化用于蔗糖的转化，在转化过程中使用超声波照射，再将该蔗糖转化液进行脱色、过滤、离子交换、浓缩和结晶或喷雾造粒，干燥后得到异麦芽酮糖成品。本发明的方法可将98%以上的蔗糖地转化为异麦芽酮糖，没有副产物，实际收率可达到100%。这大幅度地降低了生产成本，从而提高了产品的竞争力。

主权项

本发明是一种利用超声波促进酶制剂高效转化异麦芽酮糖的方法，其特征包括以下步骤：（1） 菌体的发酵、培养和收集：将为总量5~20% 的菌种红色精朊杆菌TS101变种以及由下列组成的发酵培养基：蔗糖2~8%、玉米浆1~6%、酵母浸膏0.1~2%、氯化钠0.01~0.5%、磷酸氢二钾0.01~0.1%和余量水，装入发酵罐内，装料量为罐体积的50~80%，控制PH 6.0~7.5，温度25~33℃，通气量为：通气量/发酵罐体积=1:0.5~1:1.0；搅拌速度100~250转/分钟；于6~12小时多次补充浓度为10~60%的灭菌蔗糖溶液，总补糖量为装料量的5~10%，总发酵时间10~30小时；发酵结束后，通过离心工序回收得到细胞浓浆；离心采用10000~20000转/分钟的离心机分离；整个回收细胞浓浆的过程中，控制温度为15~25℃；（2）菌体的包埋固定化及转化罐：将步骤（1）所得到的细胞浓浆10mL与10mL质量分数为2~4% 的海藻酸钠溶液以及100~1000mg玻璃纤维丝粉（50~1000 µm左右）混合，用注射器滴加到200mL 0.2mol/L的CaCl2溶液中，25~30℃下静置固化2小时后，过滤洗涤；将颗粒体移至200mL质量分数为0.1~0.2%的戊二醛溶液中，于33~37℃交联2小时后，过滤洗涤后，得到球状固定化酶；将固定化酶装入转化罐中并固定好，始终保持无污染状态；转化罐中设置有超声波发射器，可发射一定频率及强度的超声波，频率及强度可根据需要调整设定；（3）蔗糖转化及成品：用浓度30~60% 的蔗糖溶液将转化系统充满，在25~35℃、PH为5~7、超声波照射频率18~150Hz，强度1~1000W/cm2的条件下，转化3~30小时，将蔗糖转化为异麦芽酮糖，使异麦芽酮糖转化率达到98% 以上；然后将转化液放出，经脱色、过滤、离子交换，并浓缩至50~75% 的浓度，然后进行喷雾造粒或结晶及干燥等常规工序得到成品；如果对浓缩液直接加晶种喷雾造粒，则没有母液产生，全部为成品；如果采用降温式结晶罐结晶，虽有母液产生，但母液仍可循环利用；转化罐中的固定转化酶可重复使用，加入蔗糖液重复上面的条件，便可继续转化；通常，本发明所述的固定转化酶的使用周期为30~90天；到期后重复步骤（1）和（2），更换新酶。