[发明专利]一种阿魏酸淀粉酯的生物合成方法

说明书

本发明属于改性淀粉技术领域，具体涉及一种阿魏酸淀粉酯的生物合成的方法，能够使微生物在不同发酵阶段执行不同的发酵任务。该方法为：首先制备挤压酶解淀粉液，再制备富含阿魏酸固体基质，将挤压酶解淀粉液和富含阿魏酸固体基质按重量比混合得到混合浆料，再分别接入黑曲霉混合浆料，同时加入占混合浆料重量1～3‰磁性纳米颗粒材料，30～35℃下180r/min发酵40～48h；发酵结束后浆渣分离，用磁铁吸出磁性纳米颗粒材料，干燥后即得到阿魏酸淀粉酯。本发明的技术方案能够解决阿魏酸淀粉酯制备工艺中存在废液难回收利用、污染环境、产品得率较低、原料浪费等问题，并具有微生物绿色合成、易分离、可重复利用、反应效率高等特点，符合绿色化学的理念。

技术领域

本发明属于改性淀粉技术领域，具体涉及一种阿魏酸淀粉酯的生物合成方法。

背景技术

淀粉是一种可再生的天然多糖聚合物，在食品、医药、化工等行业应用广泛。但由于其分子内及分子间多羟基的相互作用，导致其受热时，分解温度低于熔融温度，成膜性较差，会引起老化回生、糊凝胶化和脱水缩合现象。而经改性后的淀粉不仅可避免上述现象的发生，还会改变淀粉透明度、黏度、凝胶质构、成膜性及稳定性，促进其在各行业的应用。

阿魏酸是植物中普遍存在的一种酚酸，具有清除自由基和抗血小板凝聚的功效。阿魏酸淀粉酯是一种新型的阿魏酸糖基衍生物，不仅提高了阿魏酸的抗氧化功效，还具有抗炎症、抗血栓、降低胆固醇等功效。此外，阿魏酸淀粉酯具有较强的抗α-淀粉酶水解能力，可以减少其在肠胃中被淀粉酶水解的机会，增加进入小肠和结肠的可能性。目前，阿魏酸淀粉酯制备方法大多以有机试剂作为溶剂并对阿魏酸进行酰化处理，存在反应过程复杂、反应时间长、副产物多以及原料利用率低等问题，而生物法合成阿魏酸淀粉酯相对于化学法来说更安全，可扩大其应用范围。

发明专利CN 112174824 A公开报道了一种新型阿魏酸酯衍生物及其制备方法和应用。该方法制得的阿魏酸酯衍生物具有比阿魏酸更强的生理活性和较低的毒性，纯度高，能够提高免疫细胞免疫效果。但由于4-二甲氨基吡啶、二环己基碳二亚胺和酸性溶液液的加入使该方法存在废液难回收利用、污染环境等问题。

发明专利CN 112280813 A公开报道了一种酶促合成阿魏酸淀粉酯的方法。该方法对淀粉进行挤压处理破坏其分子结构，以离子液体作为反应介质，在脂肪酶催化作用下，阿魏酸与淀粉酯化生成阿魏酸淀粉酯。但脂肪酶在离子液体下催化是可逆的，导致阿魏酸淀粉酯的得率较低，造成原料的浪费。

尽管目前存在很多关于阿魏酸和淀粉物理结合、化学结合或酶促结合的工艺方法，但利用微生物高效、绿色、环保的从头合成阿魏酸淀粉酯的生物工艺方法还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种阿魏酸淀粉酯的生物合成的方法，以解决上述背景技术中存在的阿魏酸淀粉酯制备工艺中存在废液难回收利用、污染环境、产品得率较低及原料浪费等问题。

本发明通过如下技术方案实现：

一种阿魏酸淀粉酯的生物合成方法，具体包括如下步骤：

(1)挤压酶解淀粉液的制备：将待挤压的淀粉置于双螺杆挤压机中，调节双螺杆挤压机参数并挤压淀粉，得到的挤压产物在40～60℃下鼓风干燥18～24h后粉碎，过100目筛，加入挤压淀粉粉末重量3～5倍的乙酸钠缓冲液，沸水浴加热10～15min，冷却至室温后分别加入挤压淀粉粉末重量1～3‰和0.5～2‰的普鲁兰酶和α-淀粉酶并混匀，50～60℃下酶解6～8h，得挤压酶解淀粉液；所述的乙酸钠缓冲液摩尔溶度为0.1mol/L，pH为5.5，普鲁兰酶酶活为10万U/g，α-淀粉酶酶活为20万U/g；