一种联产D-阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，具体涉及一种联产D

【技术实现步骤摘要】
一种联产D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及一种D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法。

技术介绍

[0002]D
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阿洛酮糖(D
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ps icose)是一种非常重要的稀有己酮糖，甜度为蔗糖的70％，但是其能量几乎为0，溶剂特性与口感与蔗糖相近，在食药行业D
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阿洛酮糖是蔗糖的理想替代品。此外，D
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阿洛酮糖具有抑制肥胖，降血糖，降血脂等功能，非常适用于糖尿病患者和肥胖人群的食用，因此，D
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阿洛酮糖在医疗、保健方面具有显著功效。目前，D
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阿洛酮糖的生产主要是基于异构酶催化D
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果糖(D
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fructose)的异构化反应，该反应是一个可逆反应，存在转化率低的问题，转化率在30％左右。
[0003]葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠，是一种白色或淡黄色结晶粉末，易溶于水微溶于醇，不溶于醚。作为一种具有广泛用途的有机酸钠盐，它主要用于建筑、化工、食品、医药等行业。目前，葡萄糖酸钠的生产方法主要是利用黑曲霉等菌株进行生物发酵或者利用葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶进行双酶氧化。生物发酵法具有生产稳定温和、容易规模工业化生产等特点，但同时也有一定的缺陷，如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等。双酶氧化法虽然具有速度快、工艺简单、产品纯度高、能耗低等特点，但同时也存在一些缺点：目前酶制剂价格较高，导致生产成本增加。因此针对上述问题，建立了一种联产D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种联产D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法，利用该制备方法同时生产D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠，降低生产成本。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种联产D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0007](1)以D
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果糖和D
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葡萄糖为底物，加入溶剂和共表达三种酶的全细胞催化剂Ⅰ，调整反应体系的pH为弱酸性，控制反应体系的温度，待反应结束后离心收集的上清液即为D
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蒜糖醇和葡萄糖酸钠的混合溶液；
[0008](2)取步骤(1)中的上清液，调pH至中性，在通风、搅拌状态下再加入共表达两种酶的全细胞催化剂Ⅱ，反应结束后得到D
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阿洛酮糖和葡萄糖酸钠的混合溶液；
[0009](3)取步骤(2)的混合液，先过阳离子树脂柱，收集的流出液再过阴离子树脂柱，将收集的流出液经蒸发、浓缩、结晶抽滤后得到阿洛酮糖产品；采用氢氧化钠溶液冲洗阴离子树脂柱，收集的流出液经蒸发、浓缩、结晶抽滤后得到葡萄糖酸钠产品。
[0010]作为一种改进的技术方案，所述全细胞催化剂Ⅰ为同时表达阿洛酮糖差向异构酶(DPE)基因、蒜糖醇脱氢酶(RDH)基因、葡萄糖脱氢酶(GDH)基因的全细胞催化剂；所述全细胞催化剂Ⅱ为同时表达蒜糖醇脱氢酶(RDH)基因和NADH氧化酶(NOX)基因的全细胞催化剂。
[0011]作为一种改进的技术方案，所述全细胞催化剂Ⅰ可表达的阿洛酮糖差向异构酶基因来源菌株选自Clostridiales，蒜糖醇脱氢酶基因来源菌株选自Providencia alcalifaciens，葡萄糖脱氢酶基因来源菌株选自Bacillaceae；所述全细胞催化剂Ⅱ可表达的蒜糖醇脱氢酶(RDH)基因来源菌株选自Rubrivivax sp.，NADH氧化酶(NOX)基因来源菌株选自Streptococcus pyogenes。
[0012]作为一种改进的技术方案，所述全细胞催化剂Ⅰ的制备包括以下操作：将阿洛酮糖差向异构酶基因(DPE)、蒜糖醇脱氢酶基因(RDH)和葡萄糖脱氢酶基因(GDH)连接到pYB1s质粒上，将得到的重组质粒pYB1s
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DPE
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RDH
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GDH转化到大肠杆菌BW25113中，得到全细胞催化剂Ⅰ；
[0013]所述全细胞催化剂Ⅱ的制备包括以下操作：将蒜糖醇脱氢酶(RDH)基因、NADH氧化酶基因(NOX)连接到pYB1s质粒上，将得到的重组质粒pYB1s
‑
RDH
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NOX转化到大肠杆菌BW25113中，得到全细胞催化剂Ⅱ。
[0014]作为一种改进的技术方案，步骤(1)中D
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果糖和D
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葡萄糖分别按照50
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100g/L的比例加入，全细胞催化剂Ⅰ按照湿重浓度为10
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30g/L的比例加入，所述溶剂为0.05
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0.1mol/L的磷酸钠溶液；反应体系的pH为5.5
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6.5，反应温度为38
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45℃，反应时间为10
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12h。
[0015]作为一种优选的技术方案，步骤(1)中D
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果糖和D
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葡萄糖分别按照100g/L的比例加入，全细胞催化剂Ⅰ按照湿重浓度10g/L的比例加入，反应体系的pH为6.0，反应温度为40℃，反应时间为12h。
[0016]作为一种改进的技术方案，步骤(2)中所述D
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蒜糖醇和葡萄糖酸钠的混合溶液按照D
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蒜糖醇和葡萄糖酸钠分别为50
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100g/L的比例加入，全细胞催化剂Ⅱ按照湿重浓度10
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30g/L的比例加入；空气按照1.5
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2.5L/min的流速通入，且维持反应体系中的溶解氧在30
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40％v/v，搅拌速度从开始的500rpm逐渐增加至1000rpm，反应时间控制在20
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24h，反应温度控制在40
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45℃。
[0017]作为一种优选的技术方案，步骤(2)中所述D
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蒜糖醇和葡萄糖酸钠的混合溶液按照50g/L的比例加入，全细胞催化剂Ⅱ按照湿重浓度30g/L的比例加入，按照1.8L/min的流速通入空气，维持反应体系中的溶解氧量在35％v/v，反应体系的pH为7.0，反应温度为40℃，反应时间为24h。
[0018]本专利技术制备方法中步骤(1)和步骤(2)中反应方程式：
[0019]步骤(1)的反应：
[0020][0021]步骤(2)的反应：
[0022][0023]采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术以D
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果糖和D
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葡萄糖为底物，调整反应体系的pH为弱酸性，采用同时表达阿洛酮糖差向异构酶(DPE)基因、蒜糖醇脱氢酶(RD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
按照湿重浓度30g/L的比例加入，按照1.8L/min的流速通入空气，维持反应体系中的溶解氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱理平，王雷，胡美荣，陶勇，陈科材，廖飞，魏萍萍，
申请(专利权)人：东台市浩瑞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：