一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法。所述方法是以D

【技术实现步骤摘要】
一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法。

技术介绍

[0002]D
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果糖是最甜的天然甜味剂，其甜度大约为D
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葡萄糖的3倍，蔗糖的1.2
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1.8倍，并且其甜度口感纯正，而且不遮掩食品中其它物质的风味。D
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果糖代谢不依赖胰岛素，不会引起血糖过大波动。由于具有上述优良特性，D
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果糖被广泛应用于食品和医药行业。
[0003]D
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果糖可由D
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葡萄糖酶法异构生产，底物转化率在45
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55%之间，工业上大量生产并使用含有D
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果糖的糖浆。为了提高D
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果糖含量需要使用色谱分离技术实现D
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果糖和D
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葡萄糖的分离，从而能够生产D
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果糖含量达到95%以上的高纯度产品，后经结晶制成纯度达到98%以上的结晶D
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果糖。然而，由于D
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果糖和D
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葡萄糖分子量一致，其它物化性质也极为接近，导致D
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果糖和D
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葡萄糖分离困难。目前普遍采用模拟移动床色谱技术进行D
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果糖和D
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葡萄糖的分离，但设备复杂、昂贵，不利于高纯度D
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果糖的高效率、低成本、大规模生产。上述原因导致高纯度D
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果糖价格偏高，阻碍了其市场应用。因此，仍需要一种高效率、低成本生产高纯度D
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果糖的方法。
[0004]葡萄糖酸是一种重要的酸味剂，在食品、饮料等行业有重要应用。一些葡萄糖酸盐，如葡萄糖酸钾、钠、钙、铁、锌、镁等，可以作为人体必需金属元素补充剂，作为营养品补充人体所需的微量元素，具有很高的商业价值。可见，将D
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果糖生产过程中残存的D
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葡萄糖转化为易于与D
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果糖分离的葡萄糖酸或葡萄糖酸盐，不仅简化了D
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果糖分离纯化工艺和降低分离纯化成本，还增加了产品品种，提高了经济效益。
[0005]葡萄糖酸生产方法主要有化学催化法、电解氧化法、微生物发酵法和酶催化法。酶催化法具有天然绿色、反应专一性强、产物纯度高、浓度高、转化效率高等特点，越来越成为主流工艺。但目前还没有关于利用酶催化法联产D
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果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的相关报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其具有工艺简单、有效、低成本、高收益的优点。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，所述方法包含以下步骤：（1）以D
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葡萄糖为原料，用纯净水配制D
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葡萄糖溶液；（2）将步骤（1）的D
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葡萄糖溶液加入葡萄糖异构酶，进行催化反应，得到反应液，离心，取上清液；（3）将步骤（2）的上清液加入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，进行催化反应，得到反
应液，离心，取上清液；（4）将步骤（3）的上清液中流经吸附树脂柱，吸附葡萄糖酸，过滤去除吸附树脂，得到较高纯度的D
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果糖的透过液；（5）将步骤（4）中过滤去除的吸附树脂用酸溶液解吸，得到较高纯度的葡萄糖酸溶液；（6）将步骤（5）的葡萄糖酸溶液加入含金属离子的碱溶液至pH中性，得到含金属离子的葡萄糖酸盐溶液。
[0008]进一步的，所述步骤（1）中D
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葡萄糖溶液的浓度为10%
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80%，其通D
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葡萄糖晶体加纯净水配制得到。
[0009]优选的，所述步骤（1）中D
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葡萄糖溶液的浓度为60%。
[0010]进一步的，所述步骤（2）中葡萄糖异构选择游离的或固定化葡萄糖异构酶，其用量为D
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葡萄糖溶液质量的1%
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30%。在本专利技术中，固定化酶方便取出并可以反复使用，无需加热灭酶活步骤；游离酶酶需要高温灭活离心去除，只能一次性使用，并且加热过程易导致糖液颜色褐变。
[0011]进一步的，所述步骤（2）中催化反应的条件为：催化pH 7.0
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9.0，催化温度为65℃
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75℃，催化转速90 rpm
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110 rpm，催化时间4
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10 h。
[0012]优选的，所述步骤（2）中催化反应的条件为：催化pH 8.0，催化温度为70℃，催化转速100 rpm，催化时间8 h。
[0013]进一步的，所述步骤（3）中葡萄糖氧化酶选择游离的或固定化葡萄糖氧化酶，其用量为D
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葡萄糖溶液质量的1%
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30%；过氧化氢酶选择游离的或固定化过氧化氢酶，其用量为D
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葡萄糖溶液质量的1%
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30%。
[0014]优选的，所述步骤（3）中葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的用量分别为D
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葡萄糖溶液质量的10%和6%。
[0015]进一步的，所述步骤（3）中催化反应的条件为：催化pH 4
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5，催化温度为50℃
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60℃，催化转速90 rpm
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110 rpm，催化时间3
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8 h。
[0016]优选的，所述步骤（3）中催化反应的条件为：催化pH 4.5，催化温度为55℃，催化转速100 rpm，催化时间8 h。
[0017]进一步的，述步骤（4）中的吸附树脂柱为阴离子交换树脂柱，具体为大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂柱；所述透过液中D
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果糖的纯度不低于95%。
[0018]进一步的，所述步骤（5）中酸溶液为稀盐酸，其浓度为0.5M。
[0019]进一步的，所述步骤（6）中金属离子包括钾、钠、钙、铁、锌、镁；碱溶液的浓度为5 M或室温下饱和溶液。
[0020]进一步的，在所述步骤（2）或（3）中，若选择固定化葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶或过氧化氢酶，不需对反应液进行加热灭酶活处理；若选择游离的葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶或过氧化氢酶，则需对反应液进行加热灭酶活处理，该步骤具体为：将反应液加热至100℃并维持20 min使酶灭活；冷却至室温后8000 rpm
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10000 rpm离心10 min
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20min，取上清液。
[0021]进一步的，所述步骤（2）或（3）中灭酶活中，对于游离酶加热使之变性失活并在10000 rpm离心20 min去除变性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）以D
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葡萄糖为原料，配制D
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葡萄糖溶液；（2）将步骤（1）的D
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葡萄糖溶液加入葡萄糖异构酶，进行催化反应，得到反应液，离心，取上清液；（3）将步骤（2）的上清液加入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，进行催化反应，得到反应液，离心，取上清液；（4）将步骤（3）的上清液流经吸附树脂柱，吸附葡萄糖酸，得到含D
‑
果糖的透过液；（5）将步骤（4）中吸附树脂柱用酸溶液解吸，得到葡萄糖酸溶液；（6）将步骤（5）的葡萄糖酸溶液加入含金属离子的碱溶液至pH中性，得到含金属离子的葡萄糖酸盐溶液。2.根据权利要求1所述的酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其特征在于，所述步骤（1）中D
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葡萄糖溶液的浓度为10%
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80%，其通过D
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葡萄糖晶体加纯净水配制得到。3.根据权利要求1所述的酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其特征在于，所述步骤（2）中葡萄糖异构酶选择游离的或固定化葡萄糖异构酶，其用量为D
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葡萄糖溶液质量的1%
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30%。4.根据权利要求1所述的酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其特征在于，所述步骤（2）中催化反应的条件为：催化pH 7.0
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9.0，催化温度为65℃
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75℃，催化转速90 rpm
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110 rpm，催化时间4
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10 h。5.根据权利要求1所述的酶催化葡萄糖联产果糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法，其特征在于，所述步骤（3）中葡萄糖氧化酶选择游离的或固定化...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建强，李灿，林慧彬，林建群，
申请(专利权)人：青岛龙鼎生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：