[发明专利]一种ι-卡拉胶四糖的高效定向制备方法

说明书

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种ι‑卡拉胶四糖的高效定向制备方法。包括以下步骤：配制质量浓度为0.1％‑2.0％底物溶液；将ι‑卡拉胶酶与上述卡拉胶溶液按照酶底比5U/g‑500U/g，在15‑40℃下振荡反应3‑8h；灭活酶蛋白；干燥后得到ι‑卡拉胶四糖纯度为80％以上的酶解产物。本发明基于可富集产生ι‑卡拉胶四糖的特异性ι‑卡拉胶酶，提供了一种ι‑卡拉胶四糖的高效定向制备方法，无需纯化步骤产品中ι‑卡拉胶四糖纯度即可达80％以上。本发明建立的方法相比于传统方法，具有所得产品纯度高、工艺流程短、效率高等优点。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种ι-卡拉胶四糖的高效定向制备方法。

背景技术

卡拉胶是从角叉菜、麒麟菜等红藻细胞壁中提取的天然硫酸线性多糖，由重复的半乳糖与3，6-脱水半乳糖组成，根据结构中半乳糖上硫酸基的数量与连接位置以及3，6-脱水半乳糖含量的不同，可分为多种类型，最常用的有κ-、ι-与λ-型。卡拉胶因具有良好的凝胶性、增稠稳定性等而被认为是一种重要的食品添加剂，广泛应用于各类食品中。大量研究表明卡拉胶具有丰富的生物活性，但大分子多糖粘性大、扩散困难，难以被机体吸收，限制了其进一步应用。卡拉胶寡糖是卡拉胶多糖通过降解得到的低聚合度寡糖片段。相较卡拉胶多糖，卡拉胶寡糖因分子量小、粘度小而易被机体吸收等优点，在功能食品、药品等工业生产具有良好的应用前景。

构效关系研究表明，寡糖的性质与功能与其聚合度密切相关，利用特定聚合度的寡糖进行产品开发成为当前寡糖开发与利用的热点。获得特定聚合度寡糖是进一步实现产品开发与生产的前提。特定聚合度寡糖的制备需先对多糖进行降解获得寡糖混合物，之后再对寡糖混合物进行分离获得目标寡糖；然而，传统降解方法得到的寡糖混合物其中通常含有多种寡糖，为获得高纯度的目标寡糖往往需要经过繁琐的纯化流程，导致整个生产过程费时耗力、产物得率低且成本高昂，限制着特定聚合度寡糖的规模化制备及及其产品的生产。因此，如何实现特定聚合度寡糖的高效定向制备，成为攻克上述问题的关键。

酶具有作用方式规律、反应条件温和等特点；酶解法相较酸解、氧化降解等化学降解方法更加绿色高效、易于放大，相较物理降解法，酶解法对于特种设备的要求低，是多糖降解的理想方法。新近研究发现一部分糖苷水解酶具有在水解底物的过程中持续富集产生特定聚合度寡糖的能力，而非产生多种不同聚合度的产物，因此其产物中某种特定聚合度寡糖含量高，但受工艺条件的影响，得到的特定聚合度寡糖的纯度不高，品质不稳定，影响其进一步的工业化生产。

ι-卡拉胶四糖是ι-卡拉胶在构象水平上的最小结构单元，因此其功能受到研究者的广泛关注，但由于高纯度产品制备困难等一系列因素导致ι-卡拉胶四糖的相关研究与产品开发进度受限。基于能够富集产生ι-卡拉胶四糖的酶，建立ι-卡拉胶四糖的高效定向制备方法，将促进ι-卡拉胶四糖的产品开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题为目前对于特定聚合度寡糖的制备需先对多糖进行降解获得寡糖混合物，之后再对寡糖混合物进行分离获得目标寡糖；然而，繁琐的纯化流程会导致整个生产过程费时耗力、产物得率低且成本高昂。而利用糖苷水解酶生产某种特定聚合度寡糖，受工艺条件的影响，得到的特定聚合度寡糖的纯度不高，品质不稳定，影响其进一步的工业化生产。

为解决上述问题，本发明建立一种高效定向制备ι-卡拉胶四糖的方法，以可富集产生ι-卡拉胶四糖的ι-卡拉胶酶为工具，通过优化反应条件，构建出ι-卡拉胶四糖的高效定向制备工艺，可规模化生产高纯度的ι-卡拉胶四糖产品。

为达到上述目的，本发明具体通过以下技术方案实现，一种ι-卡拉胶四糖的高效定向制备方法，所述的方法是利用可富集产生ι-卡拉胶四糖的特异ι-卡拉胶酶，通过控制加酶量与反应条件，获得高纯度的ι-卡拉胶四糖产品。包括以下步骤：

(1)配制质量浓度为0.1％-2.0％ι-卡拉胶溶液，在此浓度范围内，ι-卡拉胶可溶于水中，在此范围外，提高质量浓度会导致卡拉胶溶解不彻底从而影响酶解反应，或因底物浓度过大而抑制卡拉胶酶酶解效率。