一種高效合成雙果糖酐iii的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高效合成雙果糖酢III的方法，特別是兩種酶兩步法實(shí)現(xiàn)雙果糖 酢IlKDi打uctose anhy化ide，DFAIII)的高效生產(chǎn)，屬于功能性食品生物加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來由于生活水平的提高，糖尿病、肥胖W及屯、血管疾病逐年增加并且出現(xiàn)了 低齡化。因此，開發(fā)出能量較低、具有多功能的營(yíng)養(yǎng)特性的甜味劑成為了消費(fèi)者關(guān)注的熱 點(diǎn)。
[0003] 雙果糖酢III就是一種新型的功能性甜味劑，其結(jié)構(gòu)主要是由兩個(gè)果糖分子脫去 兩個(gè)水分子形成。由于異頭碳上的徑基都成糖巧鍵，因此雙果糖酢ΠΙ是一種新型的非還原 性雙糖。由于存在著運(yùn)樣特殊的雙糖巧鍵形式，因此，雙果糖酢ΠΙ的性質(zhì)十分的穩(wěn)定。對(duì)熱 和酸相當(dāng)穩(wěn)定，耐高溫，在一般食品的高溫加工過程中不會(huì)出現(xiàn)雙果糖酢ΠΙ的褐變或者是 分解現(xiàn)象。雙果糖酢III甜度只有薦糖的1/2,但是熱量相對(duì)薦糖很低，只有薦糖的1/15 (0.263kcal/g)，對(duì)于糖尿病和肥胖病患者具有良好的功能，因此，雙果糖酢ΙΠ 可W作為一 種理想的薦糖替代糖而應(yīng)用到低能量食品及糖尿病人食品中，防治糖尿病。同時(shí)，雙果糖酢 III比薦糖難吸濕，能夠在74%的相對(duì)濕度下不吸濕，運(yùn)便于糖的存儲(chǔ)。在體內(nèi)，雙果糖酢 III不會(huì)被腸道吸收，從而不會(huì)產(chǎn)生能量，因此可W作為一種甜味劑用于減肥輔助治療。盡 管不被人體的腸道直接消化吸收，但是雙果糖酢III可W被腸道內(nèi)的益生菌利用代謝，產(chǎn)生 大量的益生元，從而促進(jìn)人體內(nèi)的益生菌生長(zhǎng)W及身體健康。雙果糖酢III能促進(jìn)人體對(duì) 巧、儀、鋒和銅等礦物質(zhì)元素 W及黃酬類物質(zhì)的吸收，從而有增進(jìn)骨骼生長(zhǎng)等作用。離齒主 要是由于空腔中的突變鏈球菌代謝薦糖等糖產(chǎn)酸，從而腐蝕牙齒所致。但是雙果糖酢不能 被突變鏈球菌代謝，因此具有抗離齒作用。另外，雙果糖酢III有降低膽固醇，、高血壓等多 種生理功能。鑒于雙果糖酢ΠΙ的運(yùn)些優(yōu)良性質(zhì)，可W將其作為食品添加劑應(yīng)用到賠烤食 品、飲料、糖果等中。因此，雙果糖酢ΠI在食品行業(yè)中具有廣闊的前景。
[0004] 自然界中就存在雙果糖酢，主要在包括菊宦、菊芋等菊科植物中，但是含量較少。 另外，雙果糖酢III也會(huì)少量的存在于蜂蜜、咖啡等的加工過程中。由于在自然界中的含量 較少，因此提取分離雙果糖酢ΠΙ的成本會(huì)很高。雖然化學(xué)方法也能夠生產(chǎn)雙果糖酢III，但 是化學(xué)合成法有諸多的不利因素，如環(huán)境的污染等。也可W用生物催化法獲得雙果糖酢， 1973年Uchiyama T首次從產(chǎn)脈節(jié)桿菌中發(fā)現(xiàn)了菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶（inulin 打ucto1:ransferase,EC4.2.2.l8)，此后發(fā)現(xiàn)了十余種微生物可W產(chǎn)生菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶。生 物轉(zhuǎn)化法具有原料來源廣泛且價(jià)格低廉，轉(zhuǎn)化率高，適于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。但是目前的方 法都是直接轉(zhuǎn)換植物菊糖來獲得雙果糖酢III，首先還需要植物菊糖，菊糖相對(duì)薦糖價(jià)格較 高，因此不具有經(jīng)濟(jì)性。
[0005] 本發(fā)明人提出W更為廉價(jià)的薦糖為底物，首先通過菊糖薦糖酶將薦糖轉(zhuǎn)化為菊 糖，再將合成的生物菊糖直接用菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為雙果糖酢III，此步驟中不需要菊糖 的分離純化，節(jié)省了能源消耗，降低生產(chǎn)成本。最后用酵母出去除去反應(yīng)液中存在的其它 糖，獲得較為純的雙果糖酢HI便于后續(xù)的分離純化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種廉價(jià)的雙果糖酢III的高效合成方法，所制 備的雙果糖酢ΠΙ具有較高的純度。整個(gè)合成過程工藝簡(jiǎn)單，效率高，成本低。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[000引一種雙果糖酢ΙΠ 的高效合成步驟為：
[0009] 1)先使用菊糖薦糖酶將薦糖轉(zhuǎn)化為菊糖，不分離聚糖；
[0010] 2)再使用菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化菊糖合成功能性雙糖雙果糖酢III。
[0011] 轉(zhuǎn)化薦糖合成菊糖的工藝為:將薦糖完全溶解于水中，其濃度控制為300~500g/ 1，調(diào)節(jié)抑值為5.0-6.0，溫度控制在20-30°C，加入菊糖薦糖酶，加入量為l-15U/g，恒溫反應(yīng) 25~60min。
[0012] 為了獲得較好的效果，優(yōu)選工藝為:轉(zhuǎn)化薦糖合成菊糖的工藝優(yōu)選:菊糖薦糖酶加 入量控制在5-15U/g，pH控制在5.0-6.0，溫度控制在20-30°C，恒溫反應(yīng)30~60min。
[0013] 轉(zhuǎn)化菊糖合成雙果糖酢III的工藝為:將薦糖轉(zhuǎn)化液升溫至50-60°C，再將向其中 加入菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶，添加的菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶濃度為l-20U/g，pH值仍然控制在5.0-6.0，恒 溫反應(yīng)2-20小時(shí)。
[0014] 為了獲得較好的效果，優(yōu)選工藝為:轉(zhuǎn)化菊糖合成雙果糖酢III的工藝優(yōu)選:菊糖 果糖轉(zhuǎn)移酶濃度為5-1011/旨;9巧直控制在5.0-6.0;溫度控制在55-60°〇，恒溫反應(yīng)6-12小時(shí)。
[0015] 為了進(jìn)一步降低成本，還可W對(duì)轉(zhuǎn)化液添加殘?zhí)窍襟E，清除其中的薦糖，葡萄 糖，果糖W及部分低聚果糖，通過添加酵母菌等其他方式清除殘?zhí)恰?br>[0016] 當(dāng)使用酵母菌清除殘?zhí)菚r(shí)，具體方案為:冷卻反應(yīng)液，再向其中加入酵母菌體吸收 除掉反應(yīng)液中的薦糖，葡萄糖，果糖W及部分低聚果糖，控制pH5.0-6.0,溫度控制在28°C， 200巧m搖床反應(yīng)24-36小時(shí)。
[0017] 所述菊糖薦糖酶氨基酸序列如SEQ ID NO. 1所示。
[0018] 所述菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0019] SEQ ID NO.1:
[0020] MAVK孤EKAATAVKANTEVKA肥TSTKSAS邸NKAELKGQI邸IVKESGVDTSKLTODQI肥LNKISFSKEAKSGTQ LTYSDFKKIAKTLIEQDARYAVPFFNASKIKNMPAAKTLDAQTGKVEDLEIWDSWPVQDAKTGYVSNWNGYQLVIGM MGVPNTNDNHHLLYNKYGDNNFNNWKNAGPIF 化 GTPVIQQWSGSATLMDGSIQLYYTKVDTSD 順 TN 冊(cè) KIASA TVYLNLEKNQDKISIAHVDNDHIVFEGDGYHYQTYNQWKKTNKGAD …AMRDAHVI 孤邸 GNRYLVFEASTGTENYQ GADQIYQWLNYGGTN 邸 NLGDFLQILSNSD 化 DRAKWSNAAIGnKLNNDTKNPGVEKVYTPUSAPMVSDEKRPD WRLGNKYYLFAATRLNRGSN 孤 AWMAANKAVGDNVAMIGYVS 面 LT 服 YVPL 肥 SGWLTASVPANWRTATYSYYA VPVEG畑D 化LITSYITNRGEVAGKGMHATWAPS化LQINPDNTTTTLAKMTNQGDWIW 孤 S 沈NADMMG化邸DAP NSAAUGEWGKPVDWDLIGGY 化 KP 冊(cè)
[0021] 沈Q ID NO.2:
[0022] MEIDETLDVKNTSRRMLVGAGAVGSLAAAL化GMSPKAEAA邸AKAGPFNSPNTYDVTAWRIKGQPKVTAESDIGAV INDIIADI邸RQTTPDTRPGAVVIIPPGDYDLRTQVVVDVD化TIAGFG服FFSRSI邸NVDPTGWLNLQPGG甜IR VLTPPSAPQA化VRRSGSP化SGIVF畑F化DGVNFTPDGNSYRNGKTGIEVASDNDSTHVTGMGFVYLEHALIVRG ADALRVHDNMIAECGNCVELTGAGQATIVSGNLMGAGWGVTLLAEN 肥