一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物工程技術領域，具體涉及一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑 及其應用。
【背景技術】
[0002] 低聚甘露糖是由2-10個甘露糖通過β-1，4糖苷鍵聚合而成的低聚糖，又稱甘露 寡糖。它可有效促進生物體內以雙歧桿菌為代表的腸道益生菌群的增殖，并具有抑制體內 病原菌生長、減少有毒代謝產物產生、防止便秘、保護肝臟、抗腫瘤及增強機體免疫力等多 種生理功能，是新一代功能性食品。我國已制定了功能性低聚糖行業標準，并將低聚甘露糖 列為其一，但目前國內相應產品的市場占有率仍較低。
[0003] 魔芋屬于天南星科魔芋屬的多年生草本植物，是我國南方地區的特有經濟作物， 其主要成分為魔芋葡甘露聚糖。魔芋葡甘露聚糖主要由甘露糖和葡萄糖組成，它們的摩爾 比為1. 5:1。目前，在國內魔芋粉主要被當作一種粗纖維食用或用作簡單的食品添加劑，附 加值不高。而將魔芋粉水解制成低聚甘露糖，可大大拓寬魔芋粉的應用范圍，提高原料的附 加值，具有重大的經濟和社會效益。目前低聚甘露糖的制備通常都是利用高溫水解、酸水解 或者堿水解，酶法水解雖然也有報道，但條件還不夠成熟。酶法生產低聚甘露糖主要受制于 生產所用的關鍵酶的催化效率較低、酶的生產和使用成本較高，以及底物的粘度過大難以 實現高濃度的生產等。因此，加大對用于酶法生產低聚甘露糖的復合酶制劑的研宄也具有 十分重要的意義。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑及其應用，該復合酶 制劑比單一酶催化效率高，制劑中還含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結合，使酶活殘 留率高，催化效率更高、更加穩定。
[0005] 本發明實現上述目的采用的技術方案是：一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制 劑，包括含量為100-1000 IU/mL的β-甘露聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復合酶 制劑總重量為基準還包括蛋白胨〇. 1-4%、淀粉0. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
[0006] 所述的纖維素酶為β -內切葡聚糖酶。
[0007] 利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為5-40 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對應有10-80 IU β-甘露 聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
[0008] 利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為30 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對應有60 IU β-甘露聚糖 酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
[0009] 本發明的有益效果 本發明提供的復合酶制劑以耐高溫的重組甘露聚糖酶為主，輔以不同活性單位的 高催化活性的重組β-內切葡聚糖酶對魔芋精粉進行水解比單一酶催化效率高，制劑中還 含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結合，使酶的催化效率更高，更加穩定，酶活殘留率 高，且酶的生產和使用成本較低。
【附圖說明】
[0010]圖1為魔芋精粉水解產物的薄層層析分析。
【具體實施方式】
[0011] -種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑，包括含量為100-1000 IU/mL的β-甘露 聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復合酶制劑總重量為基準還包括蛋白胨0. 1-4%、 淀粉〇. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
[0012] 所述的纖維素酶為β -內切葡聚糖酶。
[0013] 利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為5-40 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對應有10-80 IU β-甘露 聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
[0014] 利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復合酶制劑混合，使魔 芋精粉的濃度為30 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對應有60 IU β-甘露聚糖 酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
[0015] 以下結合具體實施例對本發明做進一步說明： 實施例1: 復合酶制劑中各原料的含量為β -甘露聚糖酶lOOIU/mL和β -內切葡聚糖酶50 IU/ mL，以復合酶制劑總重量為基準還添加有蛋白胨4%、淀粉1%、山梨酸鉀0. 1%和木糖醇10% ; 復合酶制劑的用量以甘露聚糖酶為標準，每克魔芋精粉需要添加甘露聚糖酶15 IU ;制備低聚甘露糖的原料為魔芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為20 g/L，酶解時間為2 h，酶解溫度為25°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為45. 2%，較 單一的甘露聚糖酶的效果有明顯的提高。
[0016] 實施例2: 復合酶制劑中各原料的含量為β-甘露聚糖酶500IU/mL和β-內切葡聚糖酶1000 IU/mL，以復合酶制劑總重量為基準還添加有蛋白胨2%、淀粉3%、山梨酸鉀0. 5%和木糖醇 15%;復合酶制劑的用量以β-甘露聚糖酶為標準，每克魔芋精粉需要添加 β-甘露聚糖酶 80 IU ;制備低聚甘露糖的原料為魔芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為 30 g/L，酶解時間為10 h，酶解溫度為70°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為77. 5%， 較單一的β-甘露聚糖酶的效果提高得更加顯著。
[0017] 實施例3: 利用所述的復合酶制劑制備低聚甘露糖的工藝條件為：復合酶制劑中各原料的含量為 β-甘露聚糖酶1000 IU/mL和β-內切葡聚糖酶1500 IU/mL，以復合酶制劑總重量為基準 還添加有蛋白胨2%、淀粉5%、山梨酸鉀0. 9%和木糖醇20% ;復合酶制劑的用量以β -甘露 聚糖酶為標準，每克魔芋精粉需要添加 β-甘露聚糖酶60 IU;制備低聚甘露糖的原料為魔 芋精粉，魔芋精粉的配制溶劑為水，魔芋精粉的濃度為30g/L，酶解時間為6 h，酶解溫度為 60°C。在此條件下所得的魔芋精粉的水解率為68. 4%，較單一的β -甘露聚糖酶的效果提高 得更加顯著。
[0018] 試驗研宄 一、 復合酶的穩定性實驗 將加有穩定劑的復合酶與沒有添加穩定劑的復合酶同時于常溫保藏6個月，期間每1 個月測定1次復合酶中各組分的殘留酶活，計算酶活殘留率，其中酶活殘留率=殘留酶活/ 初始酶活X 100%，結果如表1所示。
[0019] 表1添加穩定劑與不添穩定劑復合酶的酶活殘留率
【主權項】
1. 一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑，其特征在于：包括含量為100-1000 IU/mL 的β -甘露聚糖酶和50-2000 IU/mL的纖維素酶，以復合酶制劑總重量為基準還包括蛋白 胨0. 1-4%、淀粉0. 1-5%、山梨酸鉀0. 1-1%和木糖醇0. 1-20%。
2. 如權利要求1所述的一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑，其特征在于：所述的 纖維素酶為β-內切葡聚糖酶。
3. 利用如權利要求1所述的復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，其特征在于：將魔芋 精粉、水和復合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為5-40 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔 芋精粉對應有10-80 IU β-甘露聚糖酶；混合后在20-70°C的酶解溫度下酶解1-10 h。
4. 如權利要求3所述的利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，其特征在于：將魔芋 精粉、水和復合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為30 g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋 精粉對應有60 IU β-甘露聚糖酶；混合后在60°C的酶解溫度下酶解6 h。
【專利摘要】本發明公開一種高效制備低聚甘露糖的復合酶制劑，包括含量為100-1000？IU/mL的β-甘露聚糖酶和50-2000？IU/mL的纖維素酶，以復合酶制劑總重量為基準還包括蛋白胨、淀粉、山梨酸鉀和木糖醇。所述的纖維素酶為β-內切葡聚糖酶。利用復合酶制劑制備低聚甘露糖的方法，將魔芋精粉、水和復合酶制劑混合，使魔芋精粉的濃度為5-40？g/L，復合酶制劑的加入量使每克魔芋精粉對應有10-80？IU？β-甘露聚糖酶；混合后在？20-70℃的酶解溫度下酶解1-10？h。該復合酶制劑比單一酶催化效率高，制劑中還含有酶以外的成分，這些成分與兩種酶結合，使酶活殘留率高，催化效率更高、更加穩定。
【IPC分類】C12N9-42, C12P19-00, C12P19-04, C12P19-12, C12P19-14
【公開號】CN104560918
【申請號】CN201410817248
【發明人】唐存多, 鄔敏辰, 闞云超, 姚倫廣, 唐青海, 史紅玲, 黃志剛, 焦鑄錦
【申請人】南陽師范學院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日