[发明专利]一种同时制备新科斯糖和1

说明书

本发明公开了一种同时制备新科斯糖和¹F‑低聚果糖的方法，是制备红发夫酵母来源⁶G‑β‑呋喃果糖苷酶Xd‑INV基因表达盒，将该表达盒转化进入黑曲霉ATCC 20611构建共表达异源⁶G‑β‑呋喃果糖苷酶Xd‑INV和β‑呋喃果糖苷酶FopA的工程菌株INCF‑1，并发酵生产含Xd‑INV和FopA的菌丝体，利用制得的菌丝体以蔗糖为底物同时制备新科斯糖和¹F‑低聚果糖。实验证实：本发明构建的工程菌发酵产的含β‑呋喃果糖苷酶(Xd‑INV和FopA)菌丝体酶活力可达到446.72U/g，菌丝体直接用于制备新科斯糖和¹F‑低聚果糖，产量达349.8g/L，具有较高的应用和推广价值，有助于扩大低聚果糖的产业化进程。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种同时制备新科斯糖和¹F-低聚果糖的方法及其专用工程菌株。

背景技术

低聚果糖(Fructooligosaccharides，简写为FOS)是在水果、蔬菜、大麦、蜂蜜等中少量存在的天然成分。它作为益生元，可选择性地刺激消化道中乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌群的生长及活性，并能抑制病原微生物的生长，促进肠道微生物群良好平衡。低聚果糖多为含蔗果三糖(GF2)、蔗果四糖(GF3)和蔗果五糖(GF4)的混合物，由葡萄糖通过β-(2，1)糖苷键与果糖单元的短链聚合物连接组成。低聚果糖根据单糖残基之间的连接形式，可分为三种主要类型：¹F-低聚果糖(普通型)、⁶G-低聚果糖(新科斯糖为代表)和⁶F-低聚果糖(稀有型)。

工业上生产低聚果糖主要采用微生物酶法，大体可分为蔗糖酶的转糖基作用和菊粉酶的水解作用。由于菊粉受到原料生产的限制，目前国内低聚果糖规模化生产主要来自蔗糖的转糖基合成。在转糖基过程中，将高浓度蔗糖作为原料，利用具有果糖基转移活性的β-呋喃果糖苷酶(FopA)催化合成。

β-呋喃果糖苷酶(FopA)主要来自真菌，如Aspergillus niger、A.japonicus、Aureobasidium pullulans和Penicillium expansum等。在这些真菌中，曲霉菌物种被认为是优秀的β-果糖苷酶生产者。其中，黑曲霉ATCC 20611是商业低聚果糖生产中的主要菌株之一。该菌的FopA表现出较高的转果糖基活性，且其编码基因启动子PfopA为天然强启动子。尽管有报道改善培养条件(如碳氮源优化)等可以提高菌体生物量和FopA酶产量，然而，该酶转化合成的低聚果糖含量一般在55％左右(即55型低聚果糖)，因此优化低聚果糖成分和提升低聚果糖含量一直是行业发展的重要方向。

经检索，有关构建表达高活性异源⁶G-β-呋喃果糖苷酶(Xd-INV)和原有β-呋喃果糖苷酶(FopA)的黑曲霉工程菌株以及将其用于同时制备新科斯糖和¹F-低聚果糖的方法还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种同时制备新科斯糖和¹F-低聚果糖的方法及其专用工程菌株。

本发明所述同时制备新科斯糖和¹F-低聚果糖的方法，步骤是：