[发明专利]一种纯化海藻酮糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程领域，属于海藻酮糖浆的分离纯化，具体是一种纯化海藻酮糖的方法。

背景技术

海藻酮糖(Trehalulose)和异麦芽酮糖(1somaltulose)都是蔗糖(sucrose)的同分异构体，蔗糖是以α，α-1，2-糖苷键结合而成的一种二糖，海藻酮糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖以α，α-1，1-糖苷键结合而成的一种二糖，异麦芽酮糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖以α，α-1，6-糖苷键结合而成的一种二糖。大多数细菌和酵母不能发酵利用海藻酮糖和异麦芽酮糖，因此在食品和医药领域海藻酮糖和异麦芽酮糖都是良好的蔗糖替代品。虽然海藻酮糖和异麦芽酮糖都是蔗糖的同分异构体，但是它们的化学性质和物理性质有很大不同，异麦芽酮糖甜度为蔗糖的42％，几乎不吸水，一般认为没有吸水性，即使添加1.5%～15%的柠檬酸，其吸湿性也不会增加，因此这种不吸水和不发粘的特性非常适合用于生产需要干燥保存的食品和药剂。与异麦芽酮糖不同的是海藻酮糖则具有很高的溶解度和吸水性，甜度是蔗糖的70％，在室温的条件下其溶解度达到90％以上，其溶液几乎不能被结晶，在溶液中只要添加少量的海藻酮糖就可以有效的减少结晶析出。自然界中的海藻酮糖在蜂蜜中含量最高，所以纯的蜂蜜不容易结晶。这种高吸水性和不易结晶的特性非常适合用于生产高级液体饮料、液体状药物制剂以及化妆品等。但是自然界中的海藻酮糖的含量很低，即使在含量最高的蜂蜜含量也在5％以下，而且由于海藻酮糖的高吸水性和不易结晶的特性，也很难和其它糖分离，造成生产上分离纯化十分困难，所以需要找到更简单的海藻酮糖制备方法。

目前文献报道的可以利用海藻糖合成酶、异麦芽酮糖合成酶和蔗糖异构酶三种类型的酶来转化蔗糖获得海藻糖酮糖。异麦芽酮糖合成酶可以转化蔗糖生成海藻糖酮糖，但其主要转化产物是异麦芽酮糖，转化产物的糖浆60-90%为异麦芽酮糖，而海藻糖酮糖仅为10-40%，因此生产成本上是不合算的，而且异麦芽酮糖和海藻糖酮糖同分异构体，同样不容易被微生物同化，给以后的分离纯化带来很大的困难。蔗糖异构酶能够转化蔗糖生成海藻糖酮糖，并且没有异麦芽酮糖生成，但其酶活力较低，而且转化率也很低，目前还没有关于利用蔗糖异构酶转化蔗糖生产海藻糖酮糖的报道。海藻糖合成酶能够转化蔗糖生成海藻糖酮糖，与异麦芽酮糖合成酶不同的，海藻糖合成酶能够转化蔗糖主要产物为海藻酮，糖浆中海藻酮含量可以达到为60-80％，而且不会生成异麦芽酮糖。无论是采用哪一种酶来转化蔗糖来生产海藻酮糖，反应结束后的反应液糖组分除了海藻酮糖外还有一部分没有反应的底物蔗糖以及反应过程生成的副产物葡萄糖和果糖。海藻糖合成酶只能在反应液中生成60-80%的海藻酮糖，反应液中的其它组分是蔗糖和葡萄糖，必需要通过一定的纯化方法来去除反应液中的蔗糖和葡萄糖才能进行进一步的精制纯化获得高纯度的海藻糖酮糖。蔗糖和海藻酮糖是同分异构体，且海藻酮糖很难结晶，不能利用结晶的方法来分离纯化，所以海藻酮糖的分离非常困。

目前国内没有关于海藻酮糖分离纯化的相关文献报道，海藻酮糖与其它糖组分分离方法可以通过凝胶树脂或离子交换树脂来使海藻酮糖与其它糖组分分离开来，但是凝胶树脂或离子交换树脂分离方法在大规模使用时大型色谱柱设备占用面积大，价格昂贵，生产工艺复杂，而且需要用到强酸和强碱的对树脂材料进行处理和再生，这不仅会增加对生产环境压力，也会增加海藻酮糖的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯化海藻酮糖的方法，能够利用酿酒酵母细胞同化糖差异和离心技术去除海藻酮糖反应液中蔗糖和葡萄糖制备单一海藻酮糖组分。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种纯化海藻酮糖的方法，包括如下步骤：

1、培养酿酒酵母细胞

将酿酒酵母菌株（Saccharomyces cerevisiae）接种到以下培养基（克/升）：葡萄糖20克，蛋白胨20克，酵母提取物10克，然后在25～30℃恒温摇床上振荡培养过夜，培养至OD600为0.8后，5000rpm离心3分钟收集酵母细胞用于下面的同化反应步骤。

2、利用海藻糖合成酶将蔗糖溶液中蔗糖转化成海藻糖酮糖

在20％的蔗糖溶液中加入海藻糖合成酶，在25℃保温反应24个小时，每隔2个小时检测一次还原糖的增加量，直到检测还原糖不再增加，表明反应已经达到平衡，再进行下一步的处理。

3、利用酿酒酵母细胞同化海藻糖酮糖反应液