本發(fā)明涉及一種交替糖的制備方法，特備是一種以蔗糖為原料制備新型功能性交替糖的方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著社會結(jié)構(gòu)的變化，生活節(jié)奏的加快，飲食習(xí)慣和食物構(gòu)成改變及社會老齡化，人類疾病普發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，慢性疾病如糖尿病、心血管疾病、肥胖癥、高脂血癥和高血壓等疾病比例不斷攀升，已成為目前全球性重大的公共衛(wèi)生問題。衛(wèi)生部調(diào)查顯示我國亞健康者已經(jīng)超過70%，慢性疾病患病率達(dá)到20%，預(yù)防上述疾病發(fā)生的關(guān)鍵在于科學(xué)合理的膳食結(jié)構(gòu)。膳食營養(yǎng)因素對健康的作用僅次于遺傳因素，而大于醫(yī)療因素，功能食品可及時有效的進(jìn)行營養(yǎng)干預(yù)，及早預(yù)防和消除很懂慢性疾病，達(dá)到預(yù)防效果，同時提高生活質(zhì)量，減少醫(yī)藥費用的支出，改善人類的健康水平。

交替糖是一種新型的功能性益生元，其為一種白色固體粉末，無色無味無臭，不同于乙醇、丙酮等有機溶劑，易溶于冷水，是一種新型的α—葡聚糖，是一種新型功能性交替糖，具有低熱量、耐酸、耐熱、抗微生物降解、抗酶解的特性，同時兼具調(diào)整腸道菌群平衡、刺激免疫系統(tǒng)提高免疫功能、降低膽固醇、減少心血管疾病、維持飽腹感、持續(xù)緩釋能量的特性，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的是以蔗糖為原料進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)制備交替糖，旨在建立高效快速的分離技術(shù)純化交替糖，造福人類健康。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了針對上述提出的問題，本發(fā)明提供了一種高效制備交替糖的方法，改善人類膳食結(jié)構(gòu)，提高人類健康水平，其技術(shù)方案如下：

一種以蔗糖為原料制備新型功能性交替糖的方法，其特征在于：以蔗糖為原料，利用交替糖蔗糖酶定向受體反應(yīng)酶催化制備功能性交替糖，具體步驟如下：

（1）蔗糖經(jīng)受體催化反應(yīng)進(jìn)行生物發(fā)酵獲取反應(yīng)液；

（2）將上述步驟（1）中的反應(yīng)液進(jìn)行121℃高溫滅菌、脫色；

（3）將上述步驟（2）中的反應(yīng)物進(jìn)行離子交換層析分離獲取交替糖粗產(chǎn)品；

（4）將上述步驟（3）中的粗產(chǎn)品同步進(jìn)行濃縮獲取交替糖糖漿。

進(jìn)一步的，所述步驟（4）中粗產(chǎn)品濃替處理替換成噴霧干燥處理獲取交替糖粉末或替換成結(jié)晶處理獲取交替糖晶體產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，所述交替糖蔗糖酶以檸檬明串珠菌（leuconostoccitreum）sk24.002進(jìn)行斜面培養(yǎng)、種子、發(fā)酵制備交替糖蔗糖酶，所述發(fā)酵后的酶液經(jīng)離心、細(xì)胞超聲破碎獲取交替糖蔗糖酶液。

進(jìn)一步的，所述斜面培養(yǎng)其培養(yǎng)基為：葡萄糖1~5g/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，酵母粉5~10g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，瓊脂20g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，vc0.03~0.05g/l，一水合硫酸錳0.01~0.015g/l，培養(yǎng)液ph6.9，控制培養(yǎng)溫度35℃，培養(yǎng)時間10~18h。

進(jìn)一步的，所述種子培養(yǎng)基為：葡萄糖5~10g/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，酵母粉10~20g/l，vc0.03~0.05g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，一水合硫酸錳0.01~0.015g/l，其裝液量為100ml三角瓶裝液40ml，將斜面培養(yǎng)后的斜面培養(yǎng)基按體積百分比5%~10%接入種子培養(yǎng)基中，培養(yǎng)溫度35℃，搖瓶轉(zhuǎn)速160rpm，培養(yǎng)時間8~12h。

進(jìn)一步的，所述發(fā)酵其培養(yǎng)基為：蔗糖20~40/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，酵母粉10~20g/l，vc0.03~0.05g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，吐溫805~10ml/l，控制ph6.9，將種子培養(yǎng)后的種子培養(yǎng)基按體積百分比5%~10%接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，培養(yǎng)溫度35℃，搖瓶轉(zhuǎn)速160rpm，培養(yǎng)時間12~24h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點：

以蔗糖為廉價原料，利用交替糖蔗糖酶生物轉(zhuǎn)化制備交替糖，研究規(guī)模化過程中，溫度、ph、底物濃度、酶和底物的比例、時間及傳質(zhì)傳熱等對于酶催化反應(yīng)過程的影響，科學(xué)設(shè)計與優(yōu)化酶反應(yīng)器，突破生物轉(zhuǎn)化過程調(diào)控技術(shù)、過程工程優(yōu)化放大等集成研究，通過設(shè)備硬件和技術(shù)軟件的集成化研究，實現(xiàn)交替糖規(guī)模化生活參過程總的高效節(jié)能與環(huán)保的生物轉(zhuǎn)化工藝，解決產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中的瓶頸問題，極大豐富了我國綠色食品添加劑市場，促進(jìn)功能糖興化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過過程控制優(yōu)化技術(shù)，對于產(chǎn)酶發(fā)酵、酶生物轉(zhuǎn)化、分離提純、結(jié)晶精制等過程進(jìn)行控制優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

具體實施方式

為進(jìn)一步揭示本發(fā)明的技術(shù)方案，下面詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式：

一種以蔗糖為原料制備新型功能性交替糖的方法，其特征在于：以蔗糖為原料，利用交替糖蔗糖酶定向受體反應(yīng)酶催化制備功能性交替糖，具體步驟如下：

(1)蔗糖經(jīng)受體催化反應(yīng)進(jìn)行生物發(fā)酵獲取反應(yīng)液；

(2)將上述步驟(1)中的反應(yīng)液進(jìn)行121℃高溫滅菌、脫色；

(3)將上述步驟(2)中的反應(yīng)物進(jìn)行離子交換層析分離獲取交替糖粗產(chǎn)品；

(4)將上述步驟(3)中的粗產(chǎn)品同步進(jìn)行濃縮獲取交替糖糖漿。

優(yōu)選地，所述步驟（4）中粗產(chǎn)品濃替處理替換成噴霧干燥處理獲取交替糖粉末或替換成結(jié)晶處理獲取交替糖晶體產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述交替糖蔗糖酶以檸檬明串珠菌（leuconostoccitreum）sk24.002進(jìn)行斜面培養(yǎng)、種子、發(fā)酵制備交替糖蔗糖酶，所述發(fā)酵后的酶液經(jīng)離心、細(xì)胞超聲破碎獲取交替糖蔗糖酶液。

優(yōu)選地，所述斜面培養(yǎng)其培養(yǎng)基為：葡萄糖1~5g/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，酵母粉5~10g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，瓊脂20g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，vc0.03~0.05g/l，一水合硫酸錳0.01~0.015g/l，培養(yǎng)液ph6.9，控制培養(yǎng)溫度35℃，培養(yǎng)時間10~18h。

優(yōu)選地，所述種子培養(yǎng)基為：葡萄糖5~10g/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，酵母粉10~20g/l，vc0.03~0.05g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，一水合硫酸錳0.01~0.015g/l，其裝液量為100ml三角瓶裝液40ml，將斜面培養(yǎng)后的斜面培養(yǎng)基按體積百分比5%~10%接入種子培養(yǎng)基中，培養(yǎng)溫度35℃，搖瓶轉(zhuǎn)速160rpm，培養(yǎng)時間8~12h。

優(yōu)選地，所述發(fā)酵其培養(yǎng)基為：蔗糖20~40/l，無水氯化鈣0.02~0.025g/l，磷酸氫二鉀10~15g/l，酵母粉10~20g/l，vc0.03~0.05g/l，七水合硫酸鎂0.2~0.5g/l，吐溫805~10ml/l，控制ph6.9，將種子培養(yǎng)后的種子培養(yǎng)基按體積百分比5%~10%接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，培養(yǎng)溫度35℃，搖瓶轉(zhuǎn)速160rpm，培養(yǎng)時間12~24h。

實施例1：

首先，進(jìn)行斜面培養(yǎng)：葡萄糖1g，酵母粉5g，無水氯化鈣0.025g，磷酸氫二鉀10g，七水合硫酸鎂0.3g，一水合硫酸錳0.01g，vc0.05g，瓊脂20g，蒸餾水定容至1000ml，調(diào)節(jié)ph至6.9。30℃下培養(yǎng)12h。種子培養(yǎng)：葡萄糖10g，酵母粉15g，無水氯化鈣0.025g，磷酸氫二鉀10g，七水合硫酸鎂0.3g，一水合硫酸錳0.01g，vc0.05g，蒸餾水定容至1000ml，調(diào)節(jié)ph至6.9。100ml三角瓶裝液40ml，斜面培養(yǎng)基按5%（v/v）接入種子培養(yǎng)基中，用牛皮紙包住，30℃下160rpm，搖床12h。發(fā)酵培養(yǎng)：蔗糖20g，酵母粉15g，無水氯化鈣0.025g，磷酸氫二鉀10g，七水合硫酸鎂0.3g，吐溫8010ml/l，vc0.05g，蒸餾水定容至1000ml，調(diào)節(jié)ph6.9。種子培養(yǎng)基按5%（v/v）接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，30℃，160rpm，培養(yǎng)17h。測定發(fā)酵液的酶活為0.8u/ml。

其次，交替糖蔗糖酶酶粉的制備

將發(fā)酵液在10000g，4℃下離心10min收集上清液和菌體細(xì)胞，上清液用分子截留量為30kda的超濾膜超濾，去除鹽與雜蛋白，再用50%的聚乙二醇沉淀，離心得到沉淀1；菌體細(xì)胞用ph5.4的醋酸鈉緩沖溶液清洗兩次，加入10mlph5.4，8m的脲-醋酸鈉緩沖溶液25℃

下振搖3h，經(jīng)分子截留量為10kda的透析袋除去殘留的脲，用50%的聚乙二醇沉淀使最終聚乙二醇的濃度達(dá)到20%，離心得到沉淀2；沉淀1和沉淀2直接冷到干燥，即得交替糖蔗糖酶酶粉，酶活力達(dá)到18u/mg。

最后，交替糖的制備，將獲得的交替糖蔗糖酶酶粉溶解于ph5.4的醋酸鈉緩沖溶液中，使其活力達(dá)到8u/ml，以10%的蔗糖為底物，30℃下進(jìn)行酶反應(yīng)48h，煮沸滅酶后，離心獲得上清液，冷凍干燥得到新型交替糖。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。