D-甘露糖异构酶固定化酶及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种D

【技术实现步骤摘要】
D
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甘露糖异构酶固定化酶及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及生化工程
，具体涉及一种D
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甘露糖异构酶(简称MIase)固定化酶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]D
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甘露糖是D
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果糖的醛糖异构体，同时也是D
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葡萄糖的C
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2位差向异构体。其甜度约为蔗糖的57％～72％，每克产生的热量约为葡糖糖的一半。在自然界中，D
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甘露糖常以甘露聚糖或其他聚合物的形式存在于植物组织中。
[0003]在人体内，D
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甘露糖分布在体液与组织当中，且不易代谢，它参与人体的免疫调节和糖蛋白的合成。因为D
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甘露糖具有多种生理效应，如促进伤口的愈合、抑制癌细胞的存活和肿瘤的增长、防止尿道系统细菌感染、促进免疫系统调节、抗炎作用等，所以对人体的健康具有重要的作用。
[0004]目前，关于D
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甘露糖的应用报道颇为广泛。在食品工业上，D
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甘露糖常被作为甜味添加剂用于保健品以及饮料中；医药上，D
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甘露糖可作为原料合成价值更高的免疫刺激剂和抗肿瘤相关药物；养殖业上，D
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甘露糖可用于饲料中防止肉用仔鸡被沙门氏菌感染以提高产蛋量；化学合成上，D
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甘露糖可用作原料合成各种衍生物，如三氟甘露糖以及L
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核糖等。其广泛的应用使得D
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甘露糖具有良好的经济价值和市场前景。
[0005]D
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甘露糖的制备方法主要有提取法、化学合成法和酶转化法。提取法通常以富含D
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甘露糖的聚糖如棕榈籽、寡糖、甘露聚糖等为原料，经水解、分离提纯获得D
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甘露糖；化学合成法通过D
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葡萄糖在六价钼酸盐的化学催化剂作用下，经差向异构化形成D
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甘露糖，或由D
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阿拉伯糖增长碳链等方法来获得D
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甘露糖，也可由D
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甘露醇(海带制碘工业的副产品)在亚铁离子存在下，用过氧化氢氧化合成；酶转化法通过微生物来源的异构酶，将葡萄糖或果糖转化为D
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甘露糖，也有报道，通过构建多酶级联的反应体系，可以将甲醛、甘油、麦芽糊精、蔗糖等转化为D
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甘露糖。酶转化法具有反应条件温和、原料来源广泛、工艺步骤简单等优点，极具开发价值和应用潜力。
[0006]目前文献报道，主要有四种微生物酶可以转化产生D
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甘露糖，包括D
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来苏糖异构酶(LIase,EC 5.3.1.15)、D
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甘露糖异构酶(MIase,EC5.3.1.7)、纤维二糖2
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异构酶(CEase,EC 5.1.3.11)和D
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甘露糖2
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异构酶(MEase,EC 5.1.3.
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)。
[0007]酶转化法又分为自由酶(包括整体细胞、粗酶或提纯酶)转化法和固定化酶转化法。自由酶转化法采用批次转化方式，酶只能利用一次，酶的利用率极低；固定化酶转化法，通常采用连续转化方式，也可采用底物定期更新的循环转化方式，可有效提高酶的利用率、大幅降低酶的使用成本。
[0008]目前文献报道的用于制备D
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甘露糖的固定化酶的制备，主要以脱乙酰壳多糖、阴离子树脂作为固定化载体，或利用硅藻土载体进行整体细胞固定化。US6897047公开了一种以脱乙酰壳多糖为载体的固定化MIase制备方法，在载体处理过程中需要消耗乙酸和大量的NaOH，果糖底物浓度20％、流速0.067
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0.01BV/h条件下，55℃时酶活半衰期约10个月、连
续转化25天内转化率稳定在23.1～24.0％；60℃时酶活半衰期约2～3个月、连续转化25天内转化率稳定在19.4～22.5％。ParkCS等[Biotechnol Lett(2010)32:1305
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1309.]采用陶氏弱碱性阴离子树脂DuoliteA568制备的LIase固定化酶，果糖底物浓度300g/L、35℃时每转化1小时更换一次果糖底物并清洗LIase固定化酶、循环转化23次，转化液中D
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甘露糖浓度稳定在75g/L、转化率稳定在25％。US5240717公开了一种以硅藻土(No.R
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620)为载体的整体细胞固定化酶制备D
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甘露糖的方法，果糖底物浓度30％、流速0.1BV/h条件下，45℃时连续转化，转化液中D
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甘露糖浓度达到68mg/ml、转化率为22.67％，7天后转化液中D
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甘露糖浓度为65mg/ml、转化率为21.67％。上述方法，均存在连续转化或循环转化时的底物浓度较低(20～30％)、流速较低(0.067～0.1BV/h)、转化率较低(19.4～24.0％)等问题。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术的缺点及不足之处，本申请提供了一种MIase固定化酶及其制备方法和应用，MIase固定化酶采用大孔树脂作为载体，MIase与大孔树脂通过共价键或离子吸附的方式结合在一起，所述MIase固定化酶具有良好的稳定性和酶催化活性，在流速0.4BV/h、底物浓度750g/L条件下，45℃时连续转化90天，转化液中D
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甘露糖浓度稳定在200g/L以上、转化率稳定在27％以上，与现有技术相比，酶转化效率大幅提升。此外，所述MIase固定化酶的制备工艺简单、工艺过程中不添加任何有毒性的有机溶剂，属于环境友好型的绿色制造工艺。
[0010]本申请提供如下技术方案。
[0011]1、一种MIase固定化酶，其特征在于，包括酶载体和MIase。
[0012]2、根据项1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述MIase与酶载体的酶活质量比(U/g)为(800
‑
2500)：1，优选为(1000
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2000):1。
[0013]3、根据项1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为大孔树脂；所述酶载体与MIase通过共价键或离子吸附的方式结合在一起。
[0014]4、根据项1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为中性或弱碱性大孔树脂，优选为中性大孔树脂。
[0015]5、根据项1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为聚丙烯酸类大孔树脂或聚苯乙烯类大孔树脂，优选为聚丙烯酸类大孔树脂。
[0016]6、根据项1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为带有疏水性骨架或亲水性骨架的聚丙烯酸类大孔树脂或聚苯乙烯类大孔树脂，优选为带有亲水性骨架的聚丙烯酸类大孔树脂。
[0017]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种D
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甘露糖异构酶(简称MIase)固定化酶，其特征在于，包括酶载体和MIase。2.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述MIase与酶载体的酶活质量比(U/g)为(800
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2500)：1，优选为(1000
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2000):1。3.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为大孔树脂；所述酶载体与MIase通过共价键或离子吸附的方式结合在一起。4.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为中性或弱碱性大孔树脂，优选为中性大孔树脂。5.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为聚丙烯酸类大孔树脂或聚苯乙烯类大孔树脂，优选为聚丙烯酸类大孔树脂。6.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体为带有疏水性骨架或亲水性骨架的聚丙烯酸类大孔树脂或聚苯乙烯类大孔树脂，优选为带有亲水性骨架的聚丙烯酸类大孔树脂。7.根据权利要求1所述的MIase固定化酶，其特征在于，所述酶载体选自带有环氧基团或胺基基团的聚丙烯酸类大孔树脂或聚苯乙烯类大孔树脂；优选为带有环氧基团的聚丙烯酸类大孔树脂。8.根据权利要求1所述的MIase固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：高润香，蔡侠，姚宏伟，贾伟，东刚，
申请(专利权)人：诚志生命科技有限公司江西诚志生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：