[发明专利]一种生物催化合成大豆低聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物催化领域，具体涉及体外多酶级联催化蔗糖转化为大豆低聚糖的方法。

背景技术

大豆低聚糖是大豆中可溶性糖质的总称。主要成分是指单糖数为3～4的蔗糖(双糖)、棉子糖(三糖)和水苏糖(四糖)等，是一种低甜度、低热量的甜味剂，能替代蔗糖应用在功能性食品或低能量食品中；具有改善肠道菌群平衡，防治便秘；抑制肠道有害物质的产生；降低血清胆固醇和血脂的浓度；增强机体免疫能力，抑制肿瘤细胞生长；促进肠道内营养物质的生成与吸收和保护肝脏的作用等。大豆寡糖在大肠中发酵或部分发酵，产生短链脂肪酸，后者可以促进结肠细胞的代谢、生长、分化；为肠黏膜上皮细胞及肌肉、肾、心、脑提供能量，影响肝脂质与碳水化合物的调控等；可降低大肠中的pH值，抑制致病菌的生长、繁殖，减少结肠癌发病率。

大豆低聚糖广泛存在于大豆等豆科作物种子中，在成熟大豆中的含量最高，约占大豆总质量的10％，不同国家的大豆中寡糖组成也各不相同。目前商品化大豆低聚糖的来源是植物提取法，从大豆种子中直接提取，然而植物提取法的提取得率较低，并且很难获得纯度高的单一大豆低聚糖，致使纯的肌醇半乳糖苷、棉子糖或者水苏糖售价很高，因此，亟待开发一种低成本、低污染的制备纯度高的大豆低聚糖的新方法。目前国内外专利主要集中在大豆低聚糖的提取工艺(US20160264957，W0/2015/068769A1，201110060048.8)，本专利提出一种酶法催化转化蔗糖合成大豆低聚糖(肌醇半乳糖苷、棉子糖、水苏糖)的方法，对于蔗糖以及富含蔗糖的生物质高附件值利用以及高纯度大豆低聚糖的生物合成有重要意义。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，以蔗糖和肌醇为底物通过多酶体外级联反应合成大豆低聚糖。

在优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述大豆低聚糖为肌醇半乳糖苷。

在更优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述多酶包括蔗糖合成酶，尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶和肌醇半乳糖苷合成酶。

在最优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，体外级联反应体系包括，所述蔗糖为1-150g/L，所述肌醇为1-150g/L，所述蔗糖合成酶为0.1-100U/mL，所述尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶为0.1-100U/mL，所述肌醇半乳糖苷合成酶为0.1-100U/mL，体外级联反应的条件为：20℃-37℃，缓冲液pH为6-8，反应1-48小时。

在具体实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，体外级联反应体系包括，所述蔗糖为136g/L，所述肌醇为36g/L，所述蔗糖合成酶为4U/mL，所述尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶为4U/mL，所述肌醇半乳糖苷合成酶为4U/mL，体外级联反应的条件为：37℃，缓冲液pH为7.2，反应24小时。

在优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述的大豆低聚糖为棉籽糖。

在更优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述的多酶包括蔗糖合成酶、尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶、肌醇半乳糖苷合成酶和棉子糖合成酶。

在最优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，体外级联反应体系包括，所述底物蔗糖为1-150g/L，所述肌醇为1-5g/L，所述蔗糖合成酶为0.1-100U/mL，所述尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶为0.1-100U/mL，所述肌醇半乳糖苷合成酶为0.1-100U/mL，棉子糖合成酶为0.1-100U/mL，体外级联反应条件为：20℃-37℃，缓冲液pH为6-8，反应1-48小时。

在具体实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，体外级联反应体系包括，所述底物蔗糖为136g/L，所述肌醇为4g/L，所述蔗糖合成酶为4U/mL，所述尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶为4U/mL，所述肌醇半乳糖苷合成酶为4U/mL，棉子糖合成酶为4U/mL，体外级联反应条件为：37℃，缓冲液pH为7.2，反应24小时。

在优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述的大豆低聚糖为水苏糖。

在更优选的实施方式中，所述的制备大豆低聚糖的方法，其特征在于，所述的多酶包括蔗糖合成酶、尿苷二磷酸葡萄糖4-差向异构酶、肌醇半乳糖苷合成酶、棉子糖合成酶和水苏糖合成酶。