生产果糖转移酶的微生物和采用该微生物生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法技术

本发明专利技术涉及一种新的微生物和生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。更具体地说，本发明专利技术涉及来源于土壤的柑桔青霉ＫＣＴＣ１０２２５ＢＰ，这种微生物产生果糖转移酶，同时采用所述果糖转移酶将蔗糖水解成如下结构式Ⅰ的果糖低聚糖，其中ｎ是整数１～５，Ｇ代表葡萄糖而Ｆ代表果糖，和下列结构式Ⅱ的新果糖低聚糖，其中ｎ是１～５的整数，Ｇ和Ｆ定义如上；本发明专利技术还涉及用所述微生物同时生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能够同时生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的一种新的微生物和用所述微生物生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖地方法。更具体地说，本专利技术涉及来源于土壤的柑桔青霉(Penicillium citrinum)KCTC10225BP，它产生果糖转移酶，同时用所述果糖转移酶水解蔗糖成为下列结构式I的果糖低聚糖 结构式I其中n是整数1～5，G代表葡萄糖而F代表果糖；以及下列结构式II的新果糖低聚糖。 结构式II 其中n是1～5的整数，G和F定义如上，本专利技术还涉及采用所述微生物生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。
技术介绍
果糖低聚糖是一种低聚糖的混合物，其中低聚糖包括1-蔗果三糖(GF2)、霉菌赤藓醛糖(GF3)和果糖霉菌赤藓醛糖(GF4)，其中果糖的1至3个分子通过β-(2，1)键分别与蔗糖结合，它们在植物中广泛存在，例如芦笋、洋葱、土豆、蜂蜜等。由于它们优良的性能包括例如低的卡路里值、促进乳酸菌和双歧杆菌的增殖、改进肠道内的微生物区系和抑制致病细菌的生长、改进肠道蠕动和增强免疫，它们与低聚糖一起作为食品原料现在受到高度重视。因此在各种工业领域都能找到低聚糖的应用实例，包括食品、饮料、糖果、保健食品之类等等。特别是，据报道果糖低聚糖在与二联果糖酐III(DFA III)(见日本专利公开号NO.11-43438)联合使用时，显示出杰出的钙吸收作用。美国专利号5,827,526公开了每天给患者服用0.5g～5g果糖低聚糖能够减少腹泻的持续时间和复发。已公开的韩国专利申请No.2000-57520公开了与其它低聚糖相比，果糖低聚糖和半乳糖低聚糖与各种食用成分的混合物能够改善肠内的流动并有效地表达生物出现前的效应。而且，由于果糖低聚糖通过诱导双歧乳酸杆菌的增殖显著促进肠蠕动(其中双歧乳酸杆菌是构成人类肠道正常微生物区系的细菌之一)，不影响摄入后的血糖水平，也不会被任何消化酶分解，目前它被作为研究开发糖尿病人饮食的对象。此外还发现它们能够降低血液和肝脏中的胆固醇水平。果糖低聚糖的这些作用还没有受到仔细的研究。按照传统，通过采用能够产生果糖转移酶的微生物的方法生产果糖低聚糖。例如，已知使用出芽短柄霉(Aureobasidium pullulans)菌株的方法，使用黑曲霉(Aspergillus niger)的方法和使用青霉属和镰孢属和(Fusariurm sps.)的方法。但是，采用这些方法制备的果糖转移酶的缺点是低的蔗糖水解效价。未经审查的日本专利申请号10-165192公开了采用柑桔青霉FERM P-15944真菌制备β-呋喃果糖苷酶的方法，采用这种方法能够从蔗糖中生产传统的果糖低聚糖和新果糖低聚糖的混合物。据文中所述新果糖低聚糖是一种由新蔗果三糖(6G-β-呋喃果糖基-蔗糖)，新霉菌赤藓醛糖(6G-β-呋喃果糖基-蔗果三糖)和新果糖基霉菌赤藓醛糖(6G-β-呋喃果糖基-霉菌赤藓醛糖)组成的混合物，其结构中果糖的1至3个分子通过β-(2，6)键分别与蔗糖结合，不同于传统的的果糖低聚糖。文中还描述了新果糖低聚糖具有湿润作用、良好的甜味、低卡路里和抗龋洞作用以及诱导肠内细菌增殖和在肠道内促进局部免疫应答的功能，从而能够用于各种领域诸如甜味剂、功能食品、饲料、医药和杀虫剂促进剂。D.Grizard等公开了了一种采用Cytolase PCL5生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖混合物的方法，Cytolase PCL5是市售的来自泡盛曲霉(Aspergillusawamori)的酶(D.Gizard，C.Barthomuf，食品生物技术(Food Biotechnology)，13(1)93-105，1999)。美国专利号5,334,516公开了采用来源于聚多曲霉(Aspergillus sydowi)的酶从传统的果糖低聚糖生产新果糖低聚糖(表达为支链果糖低聚糖)的方法。因此，本专利技术人已经深入调查和研究了现有技术并对各种高收率生产果糖低聚糖的方法进行了研究。结果，我们最终鉴定了一种新的微生物，它能够产生蔗糖水解效价高的果糖转移酶，并证明通过将这种微生物与高度浓缩的蔗糖溶液反应能够以高的收率生产传统的果糖低聚糖和新果糖低聚糖。基于上述发现提出了本专利技术。 专利技术的公开本专利技术的目标是提供一种新的微生物，它能够生产高效价的果糖转移酶。本专利技术的另一个目标是提供通过将这种微生物与高度浓缩的蔗糖溶液反应高收率生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。因此，为了实现上述目标，本专利技术提供来源于土壤的柑桔青霉KCTC10225BP，它生产果糖转移酶，同时用所述果糖转移酶水解蔗糖成为如下结构式I的果糖低聚糖。 结构式I其中n是整数1～5，G代表葡萄糖而F代表果糖；和下列结构式II的新果糖低聚糖 结构式II其中n是1～5的整数，G和F定义如上，本专利技术还涉及用所述微生物生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。另一方面，本专利技术提供生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法，其包括以下步骤在26到28℃温度下，将根据本专利技术的微生物柑桔青霉KCTC10225BP，在第一种子培养基中以100到200rpm速度振荡种子培养2天活化这种微生物；在26℃到28℃，以200到500rpm速度振荡，以0.5到1v/vm的速率注入空气的条件下，在发酵培养基中大量生产这种微生物；并通过离心法收集所产生的微生物，用0.85％的生理盐水洗涤两次，然后在蔗糖白利浓度为60到77的蔗糖溶液中培养20～50小时，白利浓度通过初始插入传感器测定，培养条件为温度范围为35℃到50℃，pH为5到7，振荡速度为100到300rpm。另一方面本专利技术提供生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法，其包括以下步聚种子培养按照本专利技术的微生物柑桔青霉KCTC10225BP；大量生产这种种子培养的微生物；将大量生产的微生物与载体混合形成珠子，然后装柱；和将蔗糖溶液通过用珠子填充的柱子。又一方面，本专利技术提供来源于按照本专利技术的微生物柑桔青霉KCTC10225BP的果糖转移酶，其显示高的蔗糖水解效价。附图简要说明在与附图联系起来阅读以下详细说明后，本专利技术的上述目标和其他特征以及优点将更为明显，其中图1显示当改变按照本专利技术的柑桔青霉KCTC10225BP的生物量时的蔗糖水解水平，其中斜率为(单位/lg蔗糖)果糖转移酶的蔗糖水解效价；图2a显示采用发酵罐，同时振荡速度从300rpm变化到500rpm时，微生物的生物量随主要培养的发酵时间的变化；图2b显示采用发酵罐，同时振荡速度从300rpm变化至500rpm时，细胞内外的酶量随主要培养发酵时间的变化；图2c显示采用发酵罐在600rpm的振荡速度下，微生物生物量和胞内的酶量随主要培养的发酵时间的变化；图3a显示在5升发酵罐中将按照本专利技术的柑桔青霉KCTC10225BP接种到31蔗糖溶液中后，在分批发酵中果糖低聚糖和新果糖低聚糖的产量随蔗糖浓度的变化；图3b显示在5升反应器中将按照本专利技术的柑桔青霉KCTC10225BP的生物质混合入31蔗糖溶液中后，在分批生产中果糖低聚糖和新果糖低聚糖产量随氢离子浓度(pH)的变化；图3c显示在5升反应器中将根据本专利技术的柑桔青霉KCTC10225BP的生物质混合入3升蔗糖溶液中后，在分批生产中果糖低聚糖和新果糖低聚糖产量随温度的变化；图3d显示在5升反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
来源于土壤的柑桔青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｃｉｔｒｉｎｕｍ）ＫＣＴＣ １０２２５ＢＰ，其能够产生果糖转移酶并用所述果糖转移酶水解蔗糖为如下结构式Ⅰ的果糖低聚糖： ＊＊＊ 结构式Ⅰ 其中ｎ是整数１～５，Ｇ代表葡萄糖而Ｆ代表果糖，和下列结构式Ⅱ的新果糖低聚糖： ＊＊＊ 结构式Ⅱ 其中ｎ是１～５的整数，Ｇ和Ｆ定义如上。

【技术特征摘要】
KR 2001-5-14 0026111/01;KR 2002-1-25 0004445/021、来源于土壤的柑桔青霉(Penicillium citrinum)KCTC10225BP，其能够产生果糖转移酶并用所述果糖转移酶水解蔗糖为如下结构式I的果糖低聚糖结构式I其中n是整数1～5，G代表葡萄糖而F代表果糖，和下列结构式II的新果糖低聚糖结构式II其中n是1～5的整数，G和F定义如上。2.用权利要求1定义的微生物柑桔青霉KCTC10225BP，从蔗糖同时生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法。3.按照权利要求2生产果糖低聚糖和新果糖低聚糖的方法，其包括如下步骤将按照权利要求1定义的微生物柑桔青霉KCTC 10225BP于26～28℃、100～200rmp的振荡速度下在第一种子培养基中种子培养2天来活化该微生物；在26～28℃、振荡速度为200～600rmp、注入空气速率为0.5～1v/vm的条件下在发酵培养基中大量生产这种微生物72小时；并通过离心法收集所产生的微生物，用0.85％的生理盐水洗涤两遍，接着在蔗糖白利浓度为60～77的蔗糖溶液中培养20～50小时，白利浓度通过初始插入传感器测定，培养条件为温度范围为35...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩埈相，朴康埈，申大燮，金政勳，金镇哲，李起昌，李韵和，金承昱，朴承源，
申请(专利权)人：第一制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]