[发明专利]一种酶改质甜菊糖的制备方法和制备用酶及应用

说明书

本发明提供了一种酶改质甜菊糖的制备方法，包括：在溶解有甜菊糖原料和蔗糖的溶液中加入β‑果糖苷酶得到反应液，调节所述反应液的pH为5.0‑8.0，反应温度维持在20‑45℃，搅拌反应后，收集得到酶改质甜菊糖，所述甜菊糖原料包括甜菊苷和莱包迪甙A中的一种或多种，所述β‑果糖苷酶来源于嗜酸微杆菌属或日本曲霉菌属。该制备方法高效简便，成本低，耗时短，转化率高，绿色环保，可以广泛适用于工业化规模生产。本发明还提供了一种酶改质甜菊糖的制备用酶及应用。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，特别涉及一种酶改质甜菊糖的制备方法和制备用酶及应用。

背景技术

甜菊糖，又名甜菊糖苷，甜度为蔗糖的200-350倍，具有无毒副作用，食用安全，并且研究表明甜菊糖可用于预防高血压、糖尿病、肥胖症、心脏病和龋齿等病症，是一种可替代蔗糖非常理想的甜味剂。甜菊糖是继甘蔗、甜菜糖之外第三种有开发价值和健康推崇的天然蔗糖替代品，被国际上誉为“世界第三蔗糖”。

甜菊糖是从菊科草本植物甜叶菊的叶子中提取出来的一类含多种成分的双萜糖苷的混合物。其中甜菊苷(Stevioside，St)、莱包迪甙A(Rebaudioside A，RA)和莱包迪甙C(Rebaudioside C，RC)的含量较高，共占90％以上。天然甜菊糖由于其本身的结构苷元甜菊醇无甜味且具有苦涩味，会带来不愉快的后味，严重影响了甜菊糖的味质，限制了其更为广泛的工业应用。因此，改善甜菊糖的甜味特征具有重要意义。

目前，有报道利用酶法或发酵法在甜菊糖组分中引入一些新的糖分子，得到的衍生物(或称酶改质甜菊糖)的甜味特性有较大的改善，并减弱后苦涩味。然而这些生产方法大多能耗高，耗时长，纯度与产率均偏低。因此，有必要发展一种工艺简单、耗时短、成本低、产率高且绿色环保的酶改质甜菊糖的制备方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种酶改质甜菊糖的制备方法和制备用酶及应用；本发明所述制备方法工艺简单、耗时短、产量高和绿色安全。

第一方面，本发明提供了一种酶改质甜菊糖的制备方法，包括：

在溶解有甜菊糖原料和蔗糖(Sucrose)的溶液中加入β-果糖苷酶(FFase)得到反应液，调节所述反应液的pH为5.0-8.0，反应温度维持在20-45℃，搅拌反应后，收集得到酶改质甜菊糖，所述甜菊糖原料包括甜菊苷和莱包迪甙A中的一种或多种，所述β-果糖苷酶来源于嗜酸微杆菌属(Microbacterium saccharophilum)或日本曲霉菌属(Aspergillusjaponicus)。

本发明中，所述甜菊苷(St)，或称甜菊甙，分子式为C₃₈H₆₀O₁₈，化学结构如式Ⅰ所示。所述莱包迪甙A(RA)，或称甜菊A苷，分子式为C₄₄H₇₀O₂₃，化学结构如式Ⅱ所示：

所述酶改质甜菊糖的制备方法的具体工艺路线如式(1)所示：

其中，所述工艺采用生物酶法，所述甜菊糖原料的化学结构通式如式Ⅲ所示，所述酶改质甜菊糖的化学结构通式如式Ⅳ所示，其中R基包括二糖基和三糖基。所述二糖基可为β-glc-β-glc-；所述三糖基课可以为(β-glc)₂-β-glc-；所述glc为葡萄糖(Glucose)。所述蔗糖(Sucrose)经β-果糖苷酶(FFase)催化作用下分解得到葡萄糖(Glucose)和果糖(Fructose，F)，其中果糖(Fructose，F)分子在β-果糖苷酶催化作用下以β-2,6糖苷键连接至19-O-β-葡萄糖基的6-OH上。

本发明中，所述甜菊糖原料为甜菊苷(St)时，所述酶改质甜菊糖的制备方法的具体工艺路线如式(2)所示：