[发明专利]用于生物降解三氯蔗糖和其他氯化碳水化合物的微生物聚生体

说明书

发明背景

三氯蔗糖(4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脱氧半乳蔗糖)，即一种由蔗糖制备的高强度甜味剂，可以用在许多食品和饮料应用中。

三氯蔗糖

已经开发了许多用于制备三氯蔗糖的不同合成途径，其中位置6处的反应性羟基首先被酰基阻断，从而形成蔗糖-6-酰化物。所述蔗糖-6-酰化物然后氯化，从而取代位置4，1′，6′处的羟基以生成4，1′，6′-三氯-4，1′，6′-三脱氧半乳蔗糖-6-酰化物(三氯蔗糖-6-酰化物)，随后水解以去除酰基取代基并由此生成三氯蔗糖。若干用于配制蔗糖-6-酰化物的合成途径涉及锡介导的酰基化反应，其示范性实例公开在美国专利号4,950,746；5,023,329；5,089,608；5,034,551；和5,470,969中，通过参考将其结合在本文中。

可以使用多种氯化试剂来氯化蔗糖-6-酰化物，且最普遍地应该使用Vilsmeier型盐，诸如Arnold试剂。一种合适的氯化方法由Walkup等(美国专利号4,980,463)公开，其中叔酰胺，典型地N，N-二甲基甲酰胺(″DMF″)，用作氯化反应溶剂。在氯化完成后，用碱溶液中和反应混合物，从而在三氯蔗糖-6-酰化物的位置2，3，3′，和4′重新生成羟基，这在水溶液中生成三氯蔗糖-6-酰化物，其伴随着由氯化试剂反应产生的叔酰胺溶剂和盐。三氯蔗糖-6-酰化物然后脱酰基，以生成三氯蔗糖。一种合适的方法由Navia等，美国专利号5,498,709教导，通过参考将其公开内容结合在本文中。

多种氯化碳水化合物典型地在合成三氯蔗糖过程中形成。这些化合物可以进行化学脱氯，从而提供容易生物分解的废品。然而，化学脱氯典型地需要高温和使用腐蚀性溶液，这可以对随后生物降解所述废品具有负面作用。需要更具成本效益且对环境友好的方法来降解氯化碳水化合物。

发明概述

本发明提供能够降解氯化碳水化合物的分离的微生物聚生体，其中所述分离的微生物聚生体在包含氯化碳水化合物的培养基中生长或生存且其中所述微生物聚生体降解氯化碳水化合物.

本发明还提供分离的微生物聚生体，其中所述微生物聚生体能够降解在生产三氯蔗糖中产生的废料流中的氯化碳水化合物。

还提供用于降解氯化碳水化合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)用能够降解氯化碳水化合物的分离的微生物聚生体接种包含氯化碳水化合物的培养基；和b)在所述培养基中温育所述微生物聚生体。

还提供开发能够降解氯化碳水化合物的微生物聚生体的方法，其包括以下步骤：a)提供包含微生物的环境样品；b)在包含一种或多种有机溶剂的确定成分培养基中温育该样品中的微生物，其中所述温育的温度为约15℃-约55℃且所述培养基的盐酸盐浓度是约4.5％以下；c)选择步骤b)后所述培养基中存在的降解一种或多种所述有机溶剂的微生物聚生体；d)随后用包含所述氯化碳水化合物的培养基替换所选聚生体的培养基；和e)通过针对所述氯化碳水化合物的降解监测培养基来选择降解氯化碳水化合物的聚生体。

另外提供生产三氯蔗糖的方法，其包括以下步骤：a)将包含处于水性溶剂中的三氯蔗糖-6-酰化物的溶液维持在足以基本使全部三氯蔗糖-6-酰化物脱酰基的条件下；b)随后重获三氯蔗糖；和c)通过包括以下步骤的方法降解脱酰基作用后存在的氯化碳水化合物：i)用降解氯化碳水化合物的分离的微生物聚生体接种包含氯化碳水化合物的溶液；和ii)在该溶液中温育所述微生物聚生体。

附图简述

图1.使聚生体P-4适应包括45℃和4.5％盐的培养条件的盐和温度斜坡曲线。

图2.三氯蔗糖生产过程不同阶段产生的两个废料流中的总氯化碳水化合物的生物降解。

A.由聚生体P-3和P-4生物降解废料流1中的总氯化碳水化合物。

B.由聚生体P-5，P-6和P-7生物降解废料流2中的总氯化碳水化合物。

图3.由聚生体P-4和P-6生物降解合成培养基中的4-氯-半乳糖。

发明详述