以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺制造技术

本发明专利技术公开了以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，属于酶工程领域。是以蔗糖、淀粉或糖原为原料生产半乳糖，其化学反应由多种酶组合催化完成，酶催化生成反应中间体UDP

【技术实现步骤摘要】
以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺


[0001]本专利技术属于酶工程
，具体涉及以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺。

技术介绍

[0002]半乳糖在食品等行业中都有重要的应用。半乳糖可添加到奶粉中，调节婴幼儿和成人肠道菌群，提高免疫力。半乳糖还可以形成低聚半乳糖，刺激益生菌代谢，促进人体肠胃对营养物质的吸收。半乳糖也是人体中许多生物大分子的重要组成基团。另外，半乳糖可以通过化学或者酶催化转化成其他价格更贵的糖，比如塔格糖等。
[0003]制备半乳糖最常见的方法是通过化学水解或者酶水解乳糖制备。然而，乳糖的来源比较局限，一般情况下只能从乳汁中提取出来。这就造成乳糖的产量都不是很高，那么半乳糖的产量也不是很高。最终使半乳糖的价格较高。如何降低半乳糖的生产成本，成为了新的研究趋势。

技术实现思路

[0004]为了解决降低半乳糖的生产成本的问题，本专利技术提供了一种以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺。
[0005]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，以蔗糖、淀粉或糖原为原料生产半乳糖，其化学反应由多种酶组合催化完成。
[0007]进一步地，从蔗糖、淀粉或糖原至半乳糖过程中的关键中间体包括UDP
‑
葡萄糖和UDP
‑
半乳糖。
[0008]进一步地，从蔗糖至半乳糖的催化过程包括用蔗糖合酶催化蔗糖和UDP生成UDP
‑
葡萄糖和果糖；用尿苷二磷酸葡萄糖
‑4‑
表异构酶催化UDP
‑
葡萄糖生成UDP
‑
半乳糖；用半乳糖基转移酶水解UDP
‑
半乳糖生成UDP和半乳糖。
[0009]进一步地，生成的UDP又可用于蔗糖合酶催化的反应。
[0010]进一步地，从淀粉或糖原至半乳糖的催化过程包括用糖原磷酸化酶催化糖原或者淀粉和磷酸根生成葡萄糖
‑1‑
磷酸；用UTP
‑
葡糖
‑1‑
磷酸尿苷酰转移酶催化葡萄糖
‑1‑
磷酸和UTP生成UDP
‑
葡萄糖和焦磷酸；用尿苷二磷酸葡萄糖
‑4‑
表异构酶催化UDP
‑
葡萄糖生成UDP
‑
半乳糖；用半乳糖基转移酶水解UDP
‑
半乳糖生成UDP和半乳糖。
[0011]进一步地，蔗糖合酶的EC编号为EC 2.4.1.13；糖原磷酸化酶的 EC编号为EC 2.4.1.1；UTP
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葡糖
‑1‑
磷酸尿苷酰转移酶的EC编号为 EC 2.7.7.9；尿苷二磷酸葡萄糖
‑4‑
表异构酶的EC编号为EC 5.1.3.2；半乳糖基转移酶的EC编号为EC 2.4.1.87。
[0012]进一步地，所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，将制备的tlr1047、D3A95_07430和P50127组合起来以蔗糖为原料催化合成半乳糖，反应条件为：在温度为35
‑
65℃条件下，将浓度为0.0005
‑
0.1mg/ml的tlr1047、D3A95_07430和P50127的
三种重组酶、浓度为0.001
‑
0.1M的MnCl2、浓度为0.004
‑
0.1M的蔗糖、浓度为0.004
‑
0.1M的UDP在pH4.0
‑
10.0的反应溶液中反应，催化半乳糖的生成。
[0013]进一步地，所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，将制备的tlr1047、D3A95_07430和P50127组合起来以蔗糖为原料催化合成半乳糖，反应条件为：在温度为50℃条件下，将浓度为2μg/ml的tlr1047、D3A95_07430和P50127的三种重组酶、浓度为0.002M的MnCl2、浓度为0.01M的蔗糖、浓度为0.01M 的UDP在pH7.0的反应溶液中反应12个小时，催化半乳糖的生成。
[0014]进一步地，所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，将制备的all1272、tlr0611、D3A95_07430和 P50127_80
‑
371组合起来以淀粉为原料催化合成半乳糖，反应条件为：在温度为35
‑
65℃条件下，将浓度为0.0005
‑
0.1mg/ml的all1272、 tlr0611、D3A95_07430和P50127_80
‑
371的四种重组酶、浓度为 0.25％
‑
20％(w/v)的淀粉或糖原、浓度为0.004
‑
0.1M M的UTP、浓度为0.001
‑
0.01M的MnCl2、浓度为0.001
‑
0.01M的MgCl2在pH7.2的 PBS反应溶液中反应，催化半乳糖的生成。
[0015]进一步地，所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，将制备的all1272、tlr0611、D3A95_07430和 P50127_80
‑
371组合起来以淀粉为原料催化合成半乳糖，反应条件为：在温度为50℃条件下，将浓度为2μg/ml的all1272、tlr0611、 D3A95_07430和P50127_80
‑
371的四种重组酶、浓度为1％(w/v)的淀粉、浓度为0.01M的UTP、浓度为0.002M的MnCl2、浓度为0.002 M的MgCl2在pH7.2的PBS反应溶液中反应12个小时，催化半乳糖的生成。
[0016]进一步地，PBS是由8g NaCL,0.2g KCl,1.44g Na2HPO4,0.24 g KH2PO4溶于1L水中制成的
[0017]本专利技术的技术原理及有益效果是：
[0018]本专利技术是以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖。这一工艺重要的中间体包括UDP
‑
葡萄糖和UDP
‑
半乳糖。催化以蔗糖、淀粉或糖原生成半乳糖的酶包括蔗糖合酶、尿苷二磷酸葡萄糖
‑4‑
表异构酶、半乳糖基转移酶、糖原磷酸化酶、UTP
‑
葡糖
‑1‑
磷酸尿苷酰转移酶。在本申请之前，未见有使用这种组合酶法酶合成半乳糖，其中半乳糖基转移酶水解UDP
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半乳糖是关键的一步。
[0019]半乳糖基转移酶催化的反应，一般情况下包括两个底物，一种是 UDP
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半乳糖，另外一种是其他类型的分子，比如糖类、蛋白质等。半乳糖基转移酶可催化UDP
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半乳糖上的半乳糖基团转移到另外一个底物上。本专利技术的研究事实发现，半乳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，以蔗糖、淀粉或糖原为原料生产半乳糖，其化学反应由多种酶组合催化完成。2.根据权利要求1所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，从蔗糖、淀粉或糖原至半乳糖过程中的关键中间体包括UDP
‑
葡萄糖和UDP
‑
半乳糖。3.根据权利要求1所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，从蔗糖至半乳糖的催化过程包括用蔗糖合酶催化蔗糖和UDP生成UDP
‑
葡萄糖和果糖；用尿苷二磷酸葡萄糖
‑4‑
表异构酶催化UDP
‑
葡萄糖生成UDP
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半乳糖；用半乳糖基转移酶水解UDP
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半乳糖生成UDP和半乳糖。4.根据权利要求3所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，生成的UDP又可用于蔗糖合酶催化的反应。5.根据权利要求1所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，从淀粉或糖原至半乳糖的催化过程包括用糖原磷酸化酶催化糖原或者淀粉和磷酸根生成葡萄糖
‑1‑
磷酸；用UTP
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葡糖
‑1‑
磷酸尿苷酰转移酶催化葡萄糖
‑1‑
磷酸和UTP生成UDP
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葡萄糖和焦磷酸；用尿苷二磷酸葡萄糖
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表异构酶催化UDP
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葡萄糖生成UDP
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半乳糖；用半乳糖基转移酶水解UDP
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半乳糖生成UDP和半乳糖。6.根据权利要求1所述的以蔗糖、淀粉或糖原为原料组合酶法生产半乳糖的新工艺，其特征在于，将制备的tlr1047、D3A95_07430和P50127组合起来以蔗糖为原料催化合成半乳糖，反应条件为：在温度为35
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65℃条件下，将浓度为0.0005
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0.1mg/ml的tlr1047、D3A95_07430和P50127的三种重组酶、浓度为0.001
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0.1M的MnCl2、浓度为0.004
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0.1M的蔗糖、浓度为0.004
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0.1M的UDP在pH4.0
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗霞，苏纪勇，
申请(专利权)人：南宁东恒华道生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：