[发明专利]一种全酶法制备磷酸寡糖的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种低聚糖的制备方法，确切地说是利用马铃薯淀粉为原料，采用全酶法制备一种新型的功能性低聚糖-磷酸寡糖的方法。 

二、技术背景

寡糖(oligosacchride)也叫低聚糖，是指由2～10个单糖通过糖苷键连接而形成的直链或支链的低度聚合物。根据寡糖生物学功能又可将其分为功能性寡糖和普通寡糖两大类，而功能性寡糖是指具有特殊的生理学功能，特别是不被人和动物肠道吸收并促进双歧杆菌的增殖，有益于肠健康的一类寡糖，即双歧因子。 

磷酸寡糖(Phosphorylated oligosaccharides)的概念最早是由日本学者Kamasaka，H.等于1995年提出的，他们在生产淀粉糖的废液中，发现了这种新物质，通过结构进行分析以后发现，这是由麦芽低聚糖中的葡萄糖残基与磷酸根共价连接得到的一类低聚糖，由于其结合有磷酸根，因此，其整个基团带有负电荷，Kamasaka，H等人将其命名为Phosphorylatedoligosaccharides(POs)，即磷酸寡糖。 

在以后的进一步研究中发现，磷酸寡糖具有对人体有益的生理功能，它可以在弱碱性条件下能与钙离子结合成可溶性复合物，抑制不溶性钙盐的形成，从而提高小肠中有效钙离子的浓度，促进人体对钙质的吸收，且不被口腔微生物发酵利用，同时，还具有加强牙齿釉质再矿化的作用，达到防止齿质损害的效果。磷酸寡糖主要成分的结构如图1所示。 

在制备磷酸寡糖的技术上，日本学者采用壳聚糖修饰的层析柱进行分离，(《Biosci.Biotech.Biochem.，61(2)，238-244，1997》。从文献报道来看，该层析柱的交换容量有限，且其洗脱收集液用70％乙醇进行醇沉来脱盐，脱盐效率低，仅适用于实验室的微量制备，无法实现中试放大和工业化生产。经检索，只发现一例生产磷酸糖类的的美国专利(专利号US Patent 6268182)，但该专利技术生产得到的磷酸糖类是对葡聚糖、琼脂等多糖先进行磷酸化，再进行水解而得，但是，磷酸化处理属于化学法范畴，可能带能安全性问题，并且，磷酸化后还需进行水解步骤，过程繁琐，能耗较大，所以，经济利益不大，不利于大型工业化生产。我国学者谷利伟在所发文章中曾经提到过磷酸寡糖(《食品与机械，1999，12：27-28》)，但并未引起我国食品研究学者的过多关注。近十年间，国内关于磷酸寡糖的研究和报道很少，仅有关于磷酸寡糖前体及检测方法的简单报道，并未对磷酸寡糖的生产做细致 研究。 

三、发明内容

本发明旨在提供一种有益于人体健康的磷酸寡糖，所要解决的技术问题是以马铃薯淀粉为原料用生物酶法工业化制备磷酸寡糖。 

本发明的技术方案是以马铃薯淀粉为原料的全酶促反应，包括调浆、液化、糖化以及分离、纯化、浓缩、干燥各单元过程，与现有技术的区别是所述的液化是在比重8～12^OBé、pH值5.0～6.0的浆料中加入氯化钙和耐高温α-淀粉酶用蒸气喷射液化器于100～120℃下进行液化，控制出口温度95～97℃，并在此温度下保温25～35min，液化结束后灭酶、压滤分离得到淀粉液化料，以干淀粉计，氯化钙的加入量为0.6～0.7kg/吨淀粉，耐高温α-淀粉酶的加入量为1680000～2520000u/吨淀粉；所述的糖化是在淀粉液化料中加入真菌酶和普鲁兰酶于温度55～65℃、pH值5.0～5.5条件下糖化2～4h，糖化结束后灭酶、活性炭脱色并压滤分离得到淀粉糖化液，以干淀粉计，真菌酶加入量为2400000～3600000u/吨淀粉，普鲁兰酶加入量为16000～24000u/吨淀粉；所述的纯化是淀粉糖化液首先用001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂吸附除去金属离子和带正电荷的杂质，然后用阴离子交换树脂分离磷酸寡糖。收集洗脱液即是主要含磷酸寡糖的糖液，经浓缩、干燥得到磷酸寡糖产品。 

所述的阴离子交换树脂选自7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、201×7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂或者D315大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂等。 

优选7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，树脂活化后，再经pH 4.5的乙酸钠-乙酸缓冲溶液平衡24h，使溶出液pH4.5，采用pH4.0～5.0的乙酸钠-乙酸缓冲溶液定容配制的0.2～0.4mol/L氯化钠溶液为洗脱剂，以0.3BV/h洗脱流速进行洗脱，收集洗脱流出液即是主要含磷酸寡糖的糖液，经浓缩、干燥得到磷酸寡糖产品。