[发明专利]一种利用解脂耶氏酵母制备赤阿糖液的方法

说明书

本发明提供了一种利用解脂耶氏酵母制备赤阿糖液的方法，本发明提供的D‑阿洛酮糖和赤藓糖醇混合糖液无需分别将赤藓糖醇和D‑阿洛酮糖分离提取后复配制得，而是通过偶联D‑阿洛酮糖酶法转化工艺，利用解脂耶氏酵母直接发酵制得的D‑阿洛酮糖和赤藓糖醇混合糖液，生产过程简便，成本低廉，具有良好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于发酵工程领域，具体涉及一种利用解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)制备D-阿洛酮糖和赤藓糖醇混合糖液的方法。

背景技术

阿洛酮糖，也称为D-阿洛酮糖(D-Allulose)是一种六碳酮糖，分子量为180.16，熔点为96℃，易溶于水，甜度约为蔗糖的70％，在结构上与D-果糖C-3位存在差异。不同于传统甜味剂，当D-Allulose被摄入人体后，70％会通过尿液或粪便直接排出，产生的能量仅为等量蔗糖的0.3％，无消化负担，对人体不构成健康威胁。此外，D-Allulose还具有降血糖血脂、预防肥胖、清除自由基等多种生物学功效。美国食品及药品管理局(FDA)已于2011年将D-Allulose批准为一般认为安全(GRAS)级别食品，但由于D-Allulose在自然界中含量极少，提取困难，而化学转化法成本较高，应用于食品等领域具有潜在的风险。

目前合成D-阿洛酮糖主要通过酶催化的方法。主要有两种方法，第一种方法使用原料为果糖，采用D-阿洛酮糖3-差向异构酶在一定条件下进行催化，如中国专利文献CN110462036A(申请号：201780077035.7)一种新型D-阿洛酮糖3-差向异构酶以及使用该酶制备D-阿洛酮糖的方法，公开了利用E.coli BL21(DE3)/pET24a表达的D-阿洛酮糖3-差向异构酶在75℃条件下，以浓度为500g/L D-果糖为原料进行催化，反应后产生了164g/L D-阿洛酮糖，转化率为32.8％。第二种方法使用原料为葡萄糖，合成过程为先使用葡萄糖异构酶催化D-葡萄糖为D-果糖，其后采用D-阿洛酮糖3-差向异构酶将得到的D-葡萄糖/D-果糖混合糖液进行进一步催化，得到D-葡萄糖/D-果糖/D-阿洛酮糖三种糖的混合糖液。如中国专利文献CN1085888149A(申请号：201711037688.0)一种阿果糖液及其制备方法，公开了以葡萄糖异构酶催化得到的F55果葡糖液为原料，利用谷氨酸棒杆菌ATCC13032/pK18-ldhA-RPCDPE合成的D-阿洛酮糖3-差向异构酶进行进一步催化，得到了比例为450：390：160的D-葡萄糖/D-果糖/D-阿洛酮糖混合糖液。但由于目前合成D-阿洛酮糖采用的异构酶转化率难以超过50％(葡萄糖异构酶转化率为46％左右，D-阿洛酮糖3-差向异构酶转化率为30％左右)，因此利用上述酶法制备D-阿洛酮糖糖液中会混有大量的D-果糖或D-葡萄糖、D-果糖。

由于D-葡萄糖、D-果糖和D-阿洛酮糖互为同分异构体，分子式均为C₆H₁₂O₆，分子量均为180.16，理化性质极为接近，因此采用传统的结晶等纯化手段对转化产物(D-果糖/D-阿洛酮糖和D-葡萄糖/D-果糖/D-阿洛酮糖混合糖液)中的两种或三种糖进行纯化非常困难，另有报道采用模拟移动床结合氢型、钙型树脂进行色谱分离的方法，但几种成分完全分开的难度依然较高，分离成本也高。近年来，Ankita Juneja等人采用酿酒酵母KAM-2GD对混合糖液中与D-阿洛酮糖性质接近的D-葡萄糖和D-果糖等进行转化，生成易于分离的乙醇(论文：Ankita Juneja,et al.Bioresource Technology.2019,275:27-34)，为含有D-阿洛酮糖混合糖液的分离提供了新的思路，但该途径生成乙醇产品附加值较低，同时易燃易爆，分离过程对设备工艺要求较高。