[发明专利]具有优异的转化活性的细胞固定化珠及制备其的方法

说明书

本发明涉及细胞固定化珠及制备其的方法，更具体地，涉及其中包含在固定化珠中的细胞的转化活性优异，并且其中即使在分配和储存过程期间也保持转化活性的细胞固定化珠，制备该细胞固定化珠的方法，以及珠的转化活性的用途。

技术领域

本发明涉及细胞固定化珠及制备其的方法，更具体地，涉及其中包含在固定化珠中的细胞的转化活性优异并且其中即使在分配和储存过程期间也保持转化活性的细胞固定化珠、制备细胞固定化珠的方法，以及珠的转化活性的用途。

背景技术

阿洛酮糖作为膳食甜味剂越来越受到关注，但它属于稀有糖类，是自然界中极少存在的单糖。因此，为了将其应用于食品工业，有必要开发一种高效生产阿洛酮糖的技术。作为生产阿洛酮糖的常规方法，已知的主要是通过化学合成过程的生产方法和使用微生物酶的生物生产方法。对于近来的食品材料，环境友好的生物生产方法比化学生产方法更优选，因此已经对在阿洛酮糖的生产方法中使用微生物进行了许多研究。

阿洛酮糖差向异构酶是产生阿洛酮糖的微生物所具有的转化果糖的阿洛酮糖产生酶，被溶出到细胞外，并且正在工业上研究通过酶固定法的生产方法和通过固定含细胞的载体的生产方法。然而，其中工业上主要应用通过更经济的方法使用细胞固定化载体的生产方法，而无需从细胞获得酶的过程。作为用于生产阿洛酮糖的细胞固定化载体，使用适用于生产食品原料的海藻酸。海藻酸作为食品添加剂应用于如乳酸菌胶囊、饮料、医用组织工程材料和药物传输系统等各个领域。由于海藻酸容易形成水凝胶，因此多用作载体(珠)，特别是多用于酶和细胞的固定化。此外，使用海藻酸或其盐的海藻酸盐珠是可膨胀且可拉伸的多孔材料，其随机形成β-1,4键，从而可以稳定地固定细胞或酶，因此这是有利的。

然而，当暴露于微生物在含有大量水分的状态下可以生长的环境下时，海藻酸的细胞固定化珠经过几个小时会腐烂，从而由于珠的结合力的减弱，细胞中的阿洛酮糖差向异构酶的活性也随着细胞从载体中的释放迅速降低，这降低了转化果糖的阿洛酮糖生产反应过程中的阿洛酮糖产生率。

另外，在使用海藻酸或其盐的浸渍于珠水溶液的状态下，孔隙度的特性得以很好地保持，但在没有特殊化学品和针对污染的防治的情况下存在难以在水溶液外储存和分配的问题。即，含有水的细胞固定化海藻酸载体与制备时一样以淡水状态存在，因此在大量生产时不易储存，并且在分配过程中可能会出现如成本高、以液态储存等严格的限制。

此外，由于适合大多数酶和细胞活性的pH主要分布在pH 7附近，因此它们具有由于在pH 7附近海藻酸珠的结合力减弱而导致膨胀和分解的特征，以及在高温下结合力减弱的特点，因此它们在工业上的应用受到限制。

为了解决这些问题，需要通过确立除去其上固定有如细胞和酶等的生物催化剂的海藻酸载体中所含的水的生产工艺和生产条件来制备保持转化活性的储存和分配优异的干燥珠的方法。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种用于生产阿洛酮糖的干燥珠，其中将具有阿洛酮糖转化活性以从果糖生产阿洛酮糖的微杆菌属(Microbacterium)菌株的微生物细胞固定在海藻酸或其盐上，以及一种制备用于生产阿洛酮糖的干燥珠的方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过用水或果糖溶液复原用于从果糖生产阿洛酮糖的干燥珠而获得的复原珠，以及使用该复原珠用于生产阿洛酮糖的组合物，或使用该复原珠由含果糖底物生产含阿洛酮糖产物的方法。

本发明的又一个目的是提供一种包括干燥形式的细胞固定化珠的用于生产阿洛酮糖的组合物，或一种使用该组合物由含果糖底物来制备含阿洛酮糖产物的方法。

技术方案