[发明专利]一种利用固定化α-葡萄糖苷酶制备黑曲霉低聚糖的方法

说明书

本发明公开了一种利用固定化α‑葡萄糖苷酶制备黑曲霉低聚糖的方法，属于食品工程技术领域。本发明的具体方法包括：以阴离子树脂Amberlite FPA90 Cl为载体、戊二醛为交联剂，通过先吸附后交联的方法实现α‑葡萄糖苷酶的固定化，之后利用固定化的α‑葡萄糖苷酶转化麦芽糖生产黑曲霉低聚糖。固定化酶的温度稳定性和pH稳定性均有显著提高，连续重复使用4～6批次后，酶活基本保持不变。本发明提高了酶法生产黑曲霉低聚糖酶的利用率，降低了生产成本和产物黑曲霉低聚糖的分离纯化难度，适合大规模的连续化生产，对提高我国生产黑曲霉低聚糖的技术水平具有重大意义。

技术领域

本发明涉及一种利用固定化α-葡萄糖苷酶制备黑曲霉低聚糖的方法，属于食品工程技术领域。

背景技术

黑曲霉低聚糖是一类分子中含有α-1,3糖苷键的新型功能性低聚糖，主要包括黑曲霉糖、黑曲霉糖基葡萄糖和黑曲霉糖基麦芽低聚糖等，天然存在于清酒、酱汁等发酵食品中，有优秀的呈味性，甜度是砂糖的45％，味感醇厚，可抑制糖精等高度甜味剂的异味和后苦味，还可增强低盐食品的碱味，加强盐的呈味性。作为功能性食品配料，黑曲霉低聚糖除了具有促进双歧杆菌增殖、热量低、有效预防龋齿、调节肠道健康、有效改善脂质代谢等生理功能外，还具有免疫激活、改善风味等多种独特的功能。

化学合成和酶法制备是生产黑曲霉低聚糖的主要方法，相对于酶法制备，化学合成法成本高昂、产量少，且反应过程中因有重金属离子的参与难以保证其安全性，难以大量生产。近年来，酶法制备低聚糖的兴起，拓展了工业化生产黑曲霉低聚糖的可能性，其中α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase，AGL，EC 3.2.1.20)，可以催化α-葡萄糖苷、α-葡聚糖、麦芽低聚糖等大分子底物水解，释放α-葡萄糖残基，也可通过转糖基作用将葡萄糖残基从底物转移至受体形成相应的糖苷或低聚糖。AGL在自然界中分布广泛，在多种生物体中均有发现，主要来源于细菌、酵母以及霉菌等微生物，但目前发现的大多数α-葡萄糖苷酶主要用于合成分子中含有至少一个α-1,6-糖苷键的低聚异麦芽糖，仅有少数真菌来源的α-葡萄糖苷酶被发现在水解和转糖基反应中。对α-1,3-糖苷键具有高度区域选择性的α-葡萄糖苷酶，可催化麦芽低聚糖、α-葡萄糖苷等底物合成分子中含有α-1,3-糖苷键的黑曲霉低聚糖。

相对于游离酶，固定化酶具有易于从反应溶液分离、可重复使用、生产成本低、过敏性风险低、稳定性高等优势，且对绿色和可持续产品的制造环境具有不可或缺的重要性，被广泛应用于食品工业生产中。寻找经济适用的载体是研究固定化酶技术的重要目标。树脂作为一种多孔性合成高分子材料，机械强度高、性质稳定且成本低廉，作为固定化载体时操作简便，容易再生和回收，因此得到许多研究人员的青睐。离子交换树脂既不溶于酸、碱，同时对乙醇等有机溶剂具有较强的耐受性。由于树脂颗粒具有三维网络状的骨架结构，稳定性良好；通过离解颗粒上的功能基团使其带有电荷，与溶液中带有相反电荷的离子静电结合。单独使用树脂进行酶固定化，酶活回收率十分有限。

因此，提供一种固定化α-葡萄糖苷酶制备黑曲霉低聚糖的方法，对于黑曲霉低聚糖的工业应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种固定化α-葡萄糖苷酶，所述固定化α-葡萄糖苷酶按照如下方法制备：

(1)树脂预处理；

(2)向经过预处理的树脂中加入α-葡萄糖苷酶，进行吸附；

(3)向步骤(2)吸附后的体系，加入戊二醛，静置交联；

(4)将步骤(3)交联后的溶液离心弃上清，用缓冲液反复洗涤，直至洗涤液中检测不到酶活，即得到固定化酶。

在本发明的一种实施方式中，所述吸附是在20～25℃、200～220r/min条件下吸附3～6h。

在本发明的一种实施方式中，所述交联是于3～5℃，静置0.8～1.2h后，加入0～0.08％(V:V)的戊二醛，于3～5℃静置交联1～3h。