一种通过酶级联反应合成不同聚合度线性制造技术

本发明专利技术公开了一种通过酶级联反应合成不同聚合度线性

【技术实现步骤摘要】
一种通过酶级联反应合成不同聚合度线性
α
‑
葡聚糖的方法


[0001]本专利技术涉及一种通过酶级联反应合成不同聚合度线性
α
‑
葡聚糖的方法，属于食品生物技术和食品加工领域
。

技术介绍

[0002]线性
α
‑
葡聚糖是由葡萄糖单元通过
α
‑
1,4
‑
糖苷键链接而成的线性聚合物，空间结构呈螺旋状，每个螺旋通常由6个葡萄糖单元组成，螺旋结构的稳定性主要由氢键相互作用维持，具有较好的内疏水外亲水特性，因而对功能因子和药物具有较好的包埋性
。
与直链淀粉相比，线性
α
‑
葡聚糖的聚合度较小，因而具有较好的水溶性
。
此外，线性
α
‑
葡聚糖还具有较好的抗老化性
、
抗消化性
、
乳化性
、
成膜性等
。
[0003]线性
α
‑
葡聚糖的制备方法主要有分离法和酶法
。
分离法是通过络合法
、
温水浸出法
、
凝胶色谱法等方式从天然淀粉中分离出直链淀粉和支链淀粉，然后对得到的直链淀粉进行水解得到不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖
。
但分离法制备的线性
α
‑
葡聚糖产物中由于存在支链淀粉导致其纯度低，且产物聚合度分布范围广，后续分离纯化较为困难，难以得到聚合度集中的产物；此外，分离法制备过程中会涉及有机化学试剂，存在环境污染等问题，极大地限制了线性
α
‑
葡聚糖的规模化生产和应用
。
而生物酶法制备线性
α
‑
葡聚糖主要包括酶法分解和酶法合成，具有绿色环保
、
产物特异性强
、
催化效率高等优点
。
酶法分解主要是通过
α
‑
淀粉酶随机水解直链淀粉分子的
α
‑
1,4
‑
糖苷键或通过脱支酶
(
异淀粉酶和普鲁兰酶
)
随机切断淀粉分子的
α
‑
1,6
‑
糖苷键，从而得到不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖产物，但酶法分解得到的产物聚合度分散，难以得到实际应用
。
酶法合成是通过淀粉合成酶
、
环糊精糖基转移酶
、
淀粉蔗糖酶
、D
‑
酶
、
葡聚糖磷酸化酶
(GPase)
等作用在相应的底物上，使底物分子之间或底物与引物分子之间发生聚合，从而合成不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖产物
。
但酶法合成线性
α
‑
葡聚糖的反应所需底物价格昂贵，生产成本过高，且大多数合成反应得到的产物存在聚合度分散的问题，限制了其工业化生产和应用
。
为了解决生产成本的问题，现有技术公开了，在磷酸盐存在的条件下，以蔗糖磷酸化酶
(SPase)
及
GPase
催化底物蔗糖合成
α
‑
葡聚糖的技术方案
。
不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖，应用性能存在显著差异
。
例如，线性
α
‑
葡聚糖可以作为微胶囊壁材，提升功能因子和药物的热稳定性，光学稳定性和抗氧化能力，并起到缓释作用，但聚合度不同其缓释效果也不相同
。
此外，不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖对功能因子或药物的包封效率差异较大，例如聚合度在
18
～
24
之间的线性
α
‑
葡聚糖较易与脂质形成复合物，从而达到更好的包封效果
。
另一方面，线性
α
‑
葡聚糖还可以作为乳化剂稳定乳液，其中短链线性
α
‑
葡聚糖更有利于在体系中形成在剪切下保持较好稳定性的小液滴，从而使乳液的粘度提高
。
除此之外，确定聚合度的线性
α
‑
葡聚糖可以作为标准品以及手性选择剂，应用于科学研究
。
现有技术中并未对如何控制合成指定聚合度的
α
‑
葡聚糖及聚合度分散的问题进行探究
。

技术实现思路

[0004][
技术问题
][0005]酶法制备线性
α
‑
葡聚糖中并未对不同聚合度的线性
α
‑
葡聚糖制备进行探究，且现有技术线性
α
‑
葡聚糖还存在产物聚合度分散的问题，导致其难以得到实际应用，本专利技术要解决的技术问题是通过控制反应条件，得到指定聚合度且聚合度均一的线性
α
‑
葡聚糖
。
[0006][
技术方案
][0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种通过酶级联反应定向合成不同聚合度线性
α
‑
葡聚糖的方法，蔗糖磷酸化酶
(SPase)
以廉价的蔗糖为底物，在磷酸盐存在的条件下，将蔗糖中的葡萄糖基与体系中的磷酸盐反应，生成
G
‑1‑
P
，为
GPase
定向合成线性
α
‑
葡聚糖提供反应底物；
GPase
以
SPase
产生的
G
‑1‑
P
为底物，在引物存在的条件下催化线性
α
‑
葡聚糖的定向合成
。
[0008]通过控制反应温度，在
37℃
条件下实现了沉淀中聚合度为6‑
41
，多分散系数为1‑
1.57
的线性
α
葡聚糖的合成；
[0009]通过控制反应时间，在反应时间为
12
‑
120h
时，反应上清中得到了聚合度为6‑8，分散系数为
1.15
‑
1.253
的线性
α
葡聚糖，反应时间为
72
‑
120h
，反应沉淀中得到了聚合度为
34
‑
41
，多分散系数为
1.1
‑
1.21
的线性
α
葡聚糖；
[0010]通过控制反应
pH
，在
pH
为
7.4
时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种通过酶级联反应合成不同聚合度线性
α
‑
葡聚糖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)
反应体系构建：双酶级联反应定向合成线性
α
‑
葡聚糖的反应在一定温度条件下于缓冲液中进行，缓冲液含有作为底物的浓度为
50
～
200mM
的蔗糖
、
作为引物的麦芽低聚糖
、
磷酸盐
、GPase
和
SPase
；所述反应体系中，底物蔗糖与引物麦芽低聚糖的浓度比值范围为
1:(0.375
‑
24)mM/
μ
M
；
(2)
反应：将体系在温度为
37℃、
缓冲液
pH
为
6.6
‑
7.8
，且两个酶同时或间隔添加的条件下进行反应，反应时间为
12
‑
120h
；
(3)
线性
α
‑
葡聚糖产物的收集：将反应液灭酶后离心，分别收集上清液和沉淀，上清液含有聚合度为6‑8的线性
α
‑
葡聚糖，沉淀含有聚合度为
14
‑
41
的线性
α
‑
葡聚糖
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
GPase
和
SPase
的添加量为8‑
12U/mL。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应中两个酶间隔添加时的时间间隔为大于
0h
且小于等于
24h。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间间隔小于等于
24h
，且大于
20h
时，反应得到的线性
α
葡聚糖聚合度随着间隔时间减小而增加，反应得到的线性
α
葡聚糖聚合度为
15
‑
35
；所述时间间隔小于等于
20h
，且大于等于
16h
时，反应得到的线性
α
葡聚糖聚合度为
33
‑
34
；所述时间间隔小于
16h
，且大于等于
12h
时，反应得到的线性
α
葡聚糖聚合度随着间隔时间减小而减小，反应得到的线性
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正彪，郭玥，顾洺菲，洪雁，孙圣麟，程力，李兆丰，李才明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：