包含（α1→4）和（α1→6）糖苷键的葡萄糖-低聚糖、其用途、及其制备方法技术

本发明专利技术涉及多糖和低聚糖以及它们的营养效果的领域。尤其是，本发明专利技术涉及α-葡聚糖转移酶在制备包括益生元低聚糖在内的膳食纤维的方法中的应用，以及由此获得的新型低聚糖。提供了一种生产具有一个或多个连续(α1→6)糖苷键和一个或多个连续(α1→4)糖苷键的葡萄糖-低聚糖混合物的方法，该方法包括使包含至少两个(α1→4)键合的D-葡萄糖单元的多糖和/或低聚糖底物与能够断开(α1→4)糖苷键并生成新的(α1→4)和(α1→6)糖苷键的α-葡聚糖转移酶相接触。还提供了可由此获得的(分离的)葡萄糖-低聚糖，以及它们在营养组合物和化妆品组合物中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及多糖和寡糖以及它们的营养效果的领域。尤其是，本专利技术涉及α-葡聚糖转移酶在制备包括益生元低聚糖在内的膳食纤维的方法中的应用，以及由此获得的新型低聚糖。术语“膳食纤维”在1953年被Hipsley首次用来描述食物的植物细胞壁组分。今天，有很多纤维的定义在使用中，但是至今仍没有普遍接受的定义。通常，纤维来自含有不易消化成分的碳水化合物来源。纤维典型地被分为两类；不溶性纤维，例如麦麸、抗性淀粉、半纤维素、木质素等，以及可溶性纤维，可溶性纤维又能够进一步被分为两个亚类：短链长度的可溶性纤维，包括聚葡萄糖、菊糖和低聚糖，以及长链长度的可溶性纤维，包括果胶、树胶(古柯豆胶、槐豆胶、角叉菜胶、黄原胶)和β-葡聚糖(例如来自燕麦或大麦)。益生元是膳食纤维，因为它们不被人类体内的酶消化却能被大肠菌群发酵。因此它们能使生物量和排便次数增加，因此对便秘和大肠粘膜的健康具有积极效果。益生元碳水化合物是天然存在的，且能够在许多食物中被发现，包括芦笋、菊苣、番茄和小麦，并且是母乳的天然成分。术语“益生元”在1995年被Gibson和Roberfroid首次定义。然而，被证实的最初定义难以考证，且从那时起作者已进一步发展了该概念，提出新的定义：“益生元是一种选择性发酵成分，其使得能够对寄主的福利和健康有利的肠道微生物群落的组成和/或活性发生特定变化。”(Nutr Res Rev 2004；17：259-275)。为了符合益生元的分类，因此需要一种成分(i)耐消化(胃液酸度，哺乳动物的酶的水解作用和胃肠道吸收)；(ii)被肠道微生物发酵；且(iii)选择性地刺激与健康和福利有关的肠道细菌的生长和/或活性。最后一条标准是膳食纤维和益生元的主要区别特征。益生元通常由于其改变结肠微生物菌群，通过增加糖化(碳水化合物发酵)微生物的数量同时减少致腐败(蛋白质发酵)微生物而促进更健康的组成和/或活性的能力而被识别。满足益生元标准的确定的不易消化碳水化合物包括低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)、乳果糖、菊糖和聚葡萄糖。聚葡萄糖是一种由所有类型糖苷键随机交联的葡萄糖单元组成的多糖。利体素聚葡萄糖(Litesse polydextrose)由于其独特的糖苷键排列而不易消化。在分子中，(α1→6)键占优势，而约13％该聚合物具有(α1→4)键合，其能够被人体小肠中的酶水解。它在整个结肠中发酵，且在末端结肠中调节的益生元作用是特别有效的。人类干预研究已经证实，利体素聚葡萄糖以剂量依赖的方式增加双歧杆菌和乳酸杆菌。淀粉是在含有叶绿素的绿色植物中作为储存能量的方式普遍存在的多糖。淀粉构成了数十亿食品配料市场不可缺少的一部分，并且其特征在于它复杂和稳定的性质。淀粉是具有广泛工业应用的必需品的理想实例，这些工业应用包括造纸和纸板制造、发酵、生物燃料、生物降解塑料和清洁剂、生物农药、表面活性剂、聚氨酯、树脂、粘合剂和溶剂。然而，正是食品工业为淀粉及其衍生物提供了最大的市场。淀粉或者在小肠中被完全降解为葡萄糖并在血液中被摄取，或者未被消化的部分最终在大肠中作为结肠微生物菌群的一般底物。淀粉及其衍生物本身并不刺激特定的有益结肠微生物。因此，淀粉本身不是益生元化合物。该问题的部分解决方案是将淀粉降解为双糖麦芽糖，然后利用转葡萄糖苷酶将麦芽糖转化为聚合度是2至4的(α1→6)-键合的异麦芽低聚糖(IMO)。然而，这些IMO产物太短且大部分在小肠中被降解，因此不能到达结肠。到达结肠的那部分IMO产物在结肠近端部分被肠道菌群迅速降解，而没到达远端部分的那部分IMO产物更有害，蛋白降解细菌存在。为了通过刺激有益细菌类群，特别是双歧杆菌，来战胜这些有害细菌，就需要更长的异麦芽低聚糖。以前，已经开发了各种方法用于麦芽低聚糖(MOS)和淀粉(直链淀粉、支链淀粉)的化学修饰。最近，也有各种葡萄糖基转移酶(环糊精葡聚糖基转移酶、麦芽糖转葡糖基酶、淀粉分支酶)已被用于淀粉(直链淀粉、支链淀粉)的修饰。本专利技术提供了用于淀粉、淀粉衍生物和/或不同链长度的MOS的(酶)修饰的进一步的手段和方法，以便改变它们的功能特性并提高它们的营养价值。出人意料地发现，通过使用葡聚糖蔗糖酶(glucansucrases)的GTFB型α-葡聚糖转移酶(其为糖苷水解酶家族GH70的成员)能够满足这些目的[http://www.cazy.org]。然而，葡聚糖蔗糖酶催化蔗糖向α-葡聚糖多糖和低聚糖的转化，以前有报道GTFB根本不与蔗糖发生反应(Kralj 2004)。本文中公开了GTFB对包含(α1→4)键合的葡萄糖残基的葡萄糖-低聚糖，例如麦芽-低聚糖(MOS)显示出高活性。GTFB催化歧化反应，缩短一个底物分子且延伸第二个底物分子。两种产物在下一个反应中又都能再作为底物。GTFB活性因此能产生一系列线性葡萄糖-低聚糖直至至少DP35。产物的结构分析已显示GTFB断开(α1→4)糖苷键并生成新的(α1→4)和(α1→6)键。它是具有这种反应和产物特异性的酶的第一个实例。因此，这种酶被命名为(1→4)-α-D-葡聚糖：(1→4)(1→6)-α-D-葡聚糖α-D-葡聚糖转移酶，或者，可替代地，被命名为α-葡聚糖转移酶。葡聚糖蔗糖酶也利用MOS，但是在蔗糖作为供体底物存在时它仅作为受体底物。这引起许多低聚糖的合成，例如，在存在葡聚糖蔗糖酶的情况下，麦芽糖通过一系列葡萄糖单元经由(α1→6)键连接而延长。然而，在葡聚糖蔗糖酶存在的情况下，MOS底物中的(α1→4)连接没有发生断裂且MOS仅被用作受体底物。这是与不能作用于蔗糖而代之以利用MOS作为供体和受体底物的GFTB酶的主要区别，断开(α1→4)连接并通过歧化反应引入新的(α1→6)和(α1→4)连接。GTFB能够从淀粉或淀粉衍生物合成的产物含有相对长的异麦芽低聚糖(IMO)侧链，特别是聚合度为4或更高的IMO侧链。部分IMO-麦芽糖糊精(IMO-MALT)在小肠中被降解，少于未变性的淀粉/衍生物被消耗时应被降解的量。这是因为接近IMO部分的那部分麦芽糖糊精未被肠道淀粉酶降解，因为淀粉酶需要一定长度的线性(α1→4)键合葡萄糖残基来起作用。因此，IMO-MALT被视为部分抗性淀粉衍生物，在小肠中比未变性的麦芽糖糊精产生更少的葡萄糖产物。这被认为是有益的且有利于健康的生活方式(降低发生肥胖症、II型糖尿病、以及与过度消费快速降解的淀粉/衍生物有关的心脏病和冠心病的风险本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.08 EP 09159825.0;2009.05.27 US 61/181,3151.一种生产具有一个或多个连续(α1→6)糖苷键和一个或多个连续
(α1→4)糖苷键的葡萄糖-低聚糖混合物的方法，包括使在其非还
原末端包含至少两个α-1→4-键合的D-葡萄糖单元的多糖和/或低聚
糖底物与能够断开(α1→4)糖苷键且生成新的(α1→4)和(α1→6)
糖苷键的α-葡聚糖转移酶接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述α-葡聚糖转移酶没有引入
(α1→6)分支点也没有引入(α1→2)或(α1→3)键。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述α-葡聚糖转移酶是GTFB
类型的酶、或具有特定酶活性的其功能同系物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述α-葡聚糖转移
酶选自由来自罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)121的GTFB、
来自罗伊氏乳杆菌TMW 1.106的GTF106B、来自罗伊氏乳杆菌ML1
的GTML4、来自罗伊氏乳杆菌DSM 20016A的GTFDSM和来自发
酵乳杆菌ATCC 14931的GTF构成的组，或显示至少55％序列同一
性的其同系物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述底物的聚合度
至少为4，优选至少为6。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述底物选自由淀
粉、蜡质淀粉、高直链淀粉、它们的衍生物、麦芽低聚糖、直链淀
粉、支链淀粉、麦芽糖糊精、(α1→4)葡聚糖、reuteran、或它们
组合构成的组。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述淀粉、蜡质淀粉、高直链
淀粉或淀粉衍生物来源于马铃薯、玉米、木薯、豌豆、绿豆、大米
或小麦。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述淀粉衍生物通过用麦
芽糖转葡糖基酶/4-α-葡聚糖转移酶或糖原-分支酶处理淀粉、蜡质淀
粉或高直链淀粉而产生。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括从混合物中分
离至少一种具有一个或多个连续(α1→6)糖苷键和一个或多个连续
(α1→4)糖苷键的葡萄糖-低聚糖的步骤，优选使用沉淀-分级和/
或色谱技术。
10.一种包含具有一个或多个连续(α1→6)糖苷键和一个或多个，优选
两个或多个连续(α1→4)糖苷键的不同线性葡萄糖-低聚糖的混合
物，其可通过根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢贝特·迪库伊泽恩，马克·约斯·埃莉斯·科内利斯·范德马尔勒，约翰尼斯·保卢斯·卡梅尔林，赖因德·约翰内斯·利姆胡伊斯，斯拉夫科·克拉利，贾斯蒂纳·马尔戈扎塔·多布鲁乔斯卡，
申请(专利权)人：卢贝特·迪库伊泽恩，马克·约斯·埃莉斯·科内利斯·范德马尔勒，约翰尼斯·保卢斯·卡梅尔林，赖因德·约翰内斯·利姆胡伊斯，斯拉夫科·克拉利，贾斯蒂纳·马尔戈扎塔·多布鲁乔斯卡，
类型：发明
国别省市：