全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法
【專利摘要】本發明涉及一種全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法，其步驟包括調漿液化、糖化、轉苷、脫色、離子交換、真空濃縮、納濾分離、干燥，利用α-葡萄糖轉苷酶將多糖酶促地轉化為低聚異麥芽糖，本發明利用α-葡萄糖轉苷酶將多糖有效轉化生產低聚異麥芽糖，工藝技術簡單，易于操作，不需要調節pH，節約了酸堿用量，降低了后續工藝離子交換負擔；成品低聚異麥芽糖轉化率高，可替代化學合成法。
【專利說明】全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法 【背景技術】
低聚異麥芽糖(Isomalto oligosaccharides, ΙΜ0)又稱異麥芽寡糖、異麥芽低聚糖、分支低聚糖。它是由葡萄糖以α-1，6糖苷鍵結合而成的，單糖數在2-5個不等的一類低聚糖，分子中除了 α-1，6糖苷鍵外，還有α-1，4及α-1，3糖苷鍵等，包括潘糖、異麥芽糖、異麥芽三糖以及異麥芽四糖及其他分枝低聚糖組成。
[0003]低聚異麥芽糖的甜度為蔗糖的40 %-50 %，甜味醇美柔和；黏度低，具有良好的流動性，易于食品加工；耐熱，耐酸，不容易分解，熱值低；具有良好的保濕性和難發酵性。MO具有許多生理學特性和保健功能，作為甜味劑、風味劑、充填劑及飼料添加劑等，被廣泛應用于食品工業、飼料工業及醫療保健品工業中。目前，國內外生產MO的經典方法主要以淀粉為原料，采用淀粉酶系多酶協同法轉化淀粉液得到，終產物糖類組分中約含有50 %-60 %的頂0，40 %-50 %的葡萄糖、麥芽糖及麥芽三糖，最后經過過濾、脫色、脫鹽、濃縮等得到成品。采用經典生產工藝存在工序多、時間長、工藝參數不方便控制、難以實現連續化生產等缺點，由于生產過程中使用的α-葡萄糖苷酶制劑在國內生產領域幾乎處于空白，主要依賴進口，存在價格昂貴、來源不穩定等問題，同時，產品中功能性糖分的含量不高，僅占固形物的35 % (w/w)，這些都 制約著我國MO的發展。
[0004]隨著社會經濟的發展和生活水平的提高，人們對健康的關注越來越高，IMO具有諸多的優良性質和保健生理功能，已成為全世界醫藥、食品、營養界關注的焦點。我國資源豐富，鹿糖、玉米、薯類、玉米芯、蔗渣等農、副產品資源豐富，價格低廉，產地集中，開發MO的生產和應用具有很大的發展空間。相比傳統工藝，利用α-葡萄糖轉苷酶將多種多糖(淀粉、麥芽糖、異麥芽糖、α -1, 4-葡聚糖、α -1, 6_葡聚糖等)酶促地轉化生產低聚異麥芽糖，來源豐富，成本低，潛力大。隨著現代生物學的發展，酶催化法生產頂0，已成為國際上探索和研究的熱點課題。
【發明內容】
[0005]鑒于上述，本發明的目的在于提供一種全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法。該方法包括多種酶為:⑴高溫α-淀粉酶，⑵復合糖化酶，⑶α-葡萄糖轉苷酶。利用α -葡萄糖轉苷酶將復合糖化酶、高溫α -淀粉酶酶促地轉化為低聚異麥芽糖。通過分析低聚異麥芽糖組分、單糖去除率，利用高效液相色譜對產品進行檢測，糖漿組分為(wt%):葡萄糖5.4，麥芽糖14.2，潘糖7.5，麥芽三糖12.4，異麥芽糖60.5。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現:
一種全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法，包括調漿液化、糖化、轉苷、脫色、離子交換、真空濃縮、納濾分離、干燥步驟，具體步驟如下:a.調漿液化:調節淀粉漿濃度，調PH值3.5-8.5，加入高溫α -淀粉酶進行液化，制得DE值為15%的液化液；
b.糖化工藝:將步驟a中制得的液化液中加入復合糖化酶進行水解，制得DE值為45%的糖化液；
c.轉苷工藝:將步驟b中制得的糖化液中加入α-葡萄糖轉苷酶進行轉苷反應，制得轉苷糖液；
d.脫色工藝:將步驟c中制得的轉苷糖液中加入糖用活性炭經脫色后，進行過濾，制得濾液；
e.離子交換:采用逆流離子交換色譜對步驟d中制得的濾液進行離子交換脫鹽，制得脫鹽糖液；
f.真空濃縮:對步驟e中制得的脫鹽糖液進行濃縮，制得濃縮液；
g.納濾分離:采用納濾法對步驟f中制得的濃縮液進行分離，溫度20-40°C，操作壓力為0.5-1.0MPa，料液質量分數5-20wt%。制得低聚異麥芽糖濃縮液；
h.將步驟g中制得的低聚異麥芽糖濃縮液經干燥，即得低聚異麥芽糖。
[0007]本發明的優點和產生的有益效果:
1.本發明利用α-葡萄糖轉苷酶將復合糖化酶和高溫α-淀粉酶酶促地轉化為低聚異麥芽糖，工藝技術簡單，易于操作，可替代化學合成法；
2.本發明脫色過濾不需要調節pH，簡化了工藝，節約了酸堿用量，降低了后續工藝的離子交換負擔；
3.本發明反應過程穩定，便于實施，有利于工業化生產。
【具體實施方式】
[0008]實施例1。
[0009]本實施例使用的試劑:糖用活性炭:北京市大興縣大力活性炭廠；苯乙烯系大孔強酸性陽樹脂，苯乙烯系大孔弱堿性陰樹脂:食品級，漂萊特樹脂公司。葡萄糖，分析純；麥芽糖，異麥芽糖，麥芽三糖，潘糖，異麥芽三糖，麥芽四糖，異麥芽四糖標準品，均為Sigma公司試劑；費林甲液，費林乙液，乙酸鋅，冰乙酸，亞鐵氰化鉀，鹽酸；乙腈，色譜純；高溫α-淀粉酶購自諾維信公司；復合糖化酶購自杰能科生物技術有限公司；
本實施例使用的儀器:Mettler Toledo AL204分析天平(瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司)；滴定管；DK-S12型電熱恒溫水浴鍋(上海森信實驗儀器有限公司)；DZG-6050型真空干燥箱(上海森信實驗儀器有限公司)；SHB-B95A型循環水式多用真空泵(鄭州長城科工貿有限公司)；FJA-3型電化學離子測定儀(南京傳滴儀器設備有限公司)；RE-52AA型旋轉蒸發儀:上海亞榮生化儀器廠。SPPM-18S-1膜分離設備，三達膜科技(廈門)有限公司，設備膜面積:卷式膜0.24m，最大操作壓力:40 bar，安裝功率:1.5 kW，設備尺寸:
1.0OmX0.4mX0.58m0 Agilent 1260型高效液相色譜儀，配有四元高壓輸液泵，自動進樣器，柱溫箱，色譜工作站和二極管陣列檢測器。
[0010]下面，利用實施例對本發明的技術方案再作進一步的說明:
一種全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法，包括調漿液化、糖化、轉苷、脫色、離子交換、真空濃縮、納濾分離、干燥步驟，具體步驟如下:a.調衆液化:用分析天平稱取200g淀粉溶于1000ml水中，得到淀粉衆濃度20wt%,用電化學離子測定儀調PH值5.8，按照0.5L/t的添加量添加高溫α -淀粉酶，在105°C條件下，進行液化，制得液化液；
b.糖化工藝:向步驟a中制得的液化液中按照0.6L/t的添加量添加復合糖化酶，用電熱恒溫水浴鍋升溫至60°C，水解6h，制得糖化液；糖化終點測定組分，采用直接滴定法測定組分中的還原糖量，含有少量低聚異麥芽糖，異麥芽糖、異麥芽三糖和潘糖含量為2wt% ；
c.轉苷工藝:向步驟b中的糖化液中按照0.45L/t的添加量添加α -葡萄糖轉苷酶，用電熱恒溫水浴鍋升溫至60°C，用電化學離子測定儀調pH值5.7，在60°C、pH5.7條件下，進行轉苷反應24h，制得轉苷糖液； d.脫色工藝:向步驟c中制得的轉苷糖液中按照1.2wt%的添加量添加糖用活性炭，用電熱恒溫水浴鍋升溫至60°C，保溫50min，進行過濾，制得濾液；
e.離子交換:采用離子交換色譜對步驟d中制得的濾液進行離子交換脫鹽，離子交換步驟為:糖液先后經過強酸性陽樹脂柱，即苯乙烯系大孔強酸性陽樹脂，弱堿性陰樹脂柱，即苯乙烯系大孔弱堿性陰樹脂，混合樹脂柱(即苯乙烯系大孔強酸性陽樹脂與苯乙烯系大孔弱堿性陰樹脂以2: I體積比混合的樹脂柱，先裝入1/3樹脂柱體積的弱堿性陰樹脂，再裝入2/3樹脂柱體積的強酸性陽樹脂)，糖液過柱速度為4BV/h，溫度60°C，制得脫鹽糖液；
f.真空濃縮:對步驟e的制得的脫鹽糖液放入旋轉蒸發儀中，在溫度50°C、0.06-0.08MPa真空度下，制得糖液中固形物含量≥75wt%的濃縮液；
g.納濾分離:用膜分離設備對步驟f中制得的濃縮液進行分離，溫度30°C，操作壓力為0.6MPa，料液為12wt%。制得低聚異麥芽糖濃縮液，其中單糖去除率> 95wt% ；
h.將步驟g中制得的低聚異麥芽糖濃縮液于45°C的真空干燥箱中烘干，即得低聚異麥芽糖。
【權利要求】
1.一種全酶促轉化途徑合成低聚異麥芽糖的方法，包括調漿液化、糖化、轉苷、脫色、離子交換、真空濃縮、納濾分離、干燥步驟，具體步驟如下: a.調漿液化:調節淀粉漿濃度，調PH值3.5-8.5，加入高溫α -淀粉酶進行液化，制得DE值為15%的液化液； b.糖化工藝:將步驟a中制得的液化液中加入復合糖化酶進行水解，制得DE值為45%的糖化液； c.轉苷工藝:將步驟b中制得的糖化液中加入α-葡萄糖轉苷酶進行轉苷反應，制得轉苷糖液； d.脫色工藝:將步驟c中制得的轉苷糖液中加入糖用活性炭經脫色后，進行過濾，制得濾液； e.離子交換:采用逆流離子交換色譜對步驟d中制得的濾液進行離子交換脫鹽，制得脫鹽糖液； f.真空濃縮:對步驟e中制得的脫鹽糖液進行濃縮，制得濃縮液； g.納濾分離:采用納濾法對步驟f中制得的濃縮液進行分離，溫度20-40°C，操作壓力為0.5-1.0MPa，料液質量分數5-20wt%，制得低聚異麥芽糖濃縮液； h.將步驟g中制得的低聚異麥芽糖濃縮液經干燥，即得低聚異麥芽糖。
【文檔編號】C12P19/18GK103937855SQ201310019537
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月21日 優先權日:2013年1月21日
【發明者】陳朋, 嚴曉娟, 胡先望, 梁寧 申請人:甘肅省商業科技研究所