本发明专利技术涉及一种固定化细胞生产高功能性三糖含量的低聚异麦芽糖的方法。该方法以淀粉为原料，经液化、糖化制得麦芽糖浆，并采用固定化黑曲霉细胞技术与模拟移动床色谱分离技术联产制备高功能性三糖含量低聚异麦芽糖。本方法中糖化液经过固定化细胞转苷后异麦芽糖（IG2）、潘糖（P）和异麦芽三糖（IG3）三种功能性组分总量达到60%以上，固定化细胞底物转化率高于固定化酶，所得产品的指标远远高于国内外同类产品，经色谱分离后三种功能性组分可达90%以上，同时大大缩短反应时间，操作便利，适合大规模连续化生产。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。该方法以淀粉为原料，经液化、糖化制得麦芽糖浆，并采用固定化黑曲霉细胞技术与模拟移动床色谱分离技术联产制备高功能性三糖含量低聚异麦芽糖。本方法中糖化液经过固定化细胞转苷后异麦芽糖（IG2）、潘糖（P）和异麦芽三糖（IG3）三种功能性组分总量达到60%以上，固定化细胞底物转化率高于固定化酶，所得产品的指标远远高于国内外同类产品，经色谱分离后三种功能性组分可达90%以上，同时大大缩短反应时间，操作便利，适合大规模连续化生产。【专利说明】
本专利技术涉及，特别涉及一种利用固定化细胞与模拟移动床色谱分离技术联产制备高功能性三糖含量低聚异麦芽糖的方法，属于淀粉糖生产
。
技术介绍
低聚异麦芽糖是功能性低聚糖中产量最大、应用最广泛的一种糖，在人体大肠中不能被有害菌利用，但能有效促进双歧杆菌的增殖，从而促进胃肠道蠕动，改善胃肠道微生态环境，提高机体免疫力，分解肠内毒素与致癌物质，同时低聚异麦芽糖还具有防龋齿的功能，可降低人体内胆固醇和血脂水平。目前，低聚异麦芽糖是以淀粉为原料采用多种酶联合作用经过液化、糖化、转苷等操作，以生产尽可能多的异麦芽糖(IG2)、潘糖(P)和异麦芽三糖(IG3)等功能性成分。市场上低聚异麦芽糖产品主要有两种规格，分别是MO - 50型(IG2+P+IG3+Gn≥50%，IG2+P+IG3 ≥ 35%)和 IMO -90 型(IG2+P+IG3+Gn ≥ 90%, IG2+P+IG3 ≥ 45%)，其中 IG2、P、IG3 是体现低聚异麦芽糖功能性的主要成分，其含量高低反映了产品质量的好坏，也影响产品的应用和价格前景。采用传统工业化生产工艺生产的产品存在诸多问题，产品中功能性三糖的含量不高，糖化转苷后三糖含量维持在35 - 40%之间，即使经过发酵纯化也难以突破50%，同时，转葡萄糖苷酶采用进口产品，成本过高，并且糖化、发酵时间过长，料液透射比降低，产生异味，难以实现连续化生产。固定化细胞技术起源于20世纪70年代，是在固定化酶的基础上发展起来的新技术，固定化细胞能在固定后继续进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，并且代替游离细胞以及固定化酶来生产所需产品，正越来越受到更多关注。固定化细胞技术与固定化酶法相比可以省去酶的分离纯化工作，减少酶活性损失，同时固定在细胞环境中的酶比纯化后的酶更为稳定。目前固定化技术生产低聚异麦芽糖集中于固定化酶领域，而固定化细胞及与模拟移动床色谱分离技术联产低聚异麦芽糖尚未见研究报道。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供。术语说明IG2+P+IG3:异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖占干物质的质量百分比。DE值:还原糖(以葡萄糖计)占糖浆干物质的质量百分比。本专利技术的技术方案如下:，包括如下步骤:(I)将产α -转葡萄糖苷酶菌株采用海藻酸钠-氯化钙-壳聚糖法固定化，制备固定化细胞，然后按柱体积的20~80%向柱体内装入固定化细胞，制得固定化细胞柱；所述步骤(1)中的α -转葡萄糖苷酶菌株为黑曲霉(Aspergillus niger) BLB -28囷株；(2)将淀粉质原料经过液化、糖化得到麦芽糖质量百分含量40~90%、固形物质量百分含量30~55%的麦芽糖浆；(3)调节步骤(2)制得的麦芽糖浆pH为3.5~6.0,通入步骤(1)制得的固定化细胞柱，固定化细胞柱中麦芽糖浆:固定化细胞体积比为(3~10): 1，麦芽糖浆通入速度为0.5~12倍固定化细胞(装柱)体积/h，持续循环反应20~60h，收集获得IG2+P+IG3不小于60%的低聚异麦芽糖粗液；(4)将步骤 (3)制得的低聚异麦芽糖粗液经纯化、干燥，制得低聚异麦芽糖。所述步骤(1)中的α -转葡萄糖苷酶菌株为黑曲霉(Aspergillus niger) BLB -28菌株，保藏号为CGMCC N0.5143，购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。经研究发现，该菌株与其他菌株相比是高转葡萄糖苷酶表达量的菌株，同时所产转葡萄糖苷酶为胞外酶，在菌株被固定后底物无需通过细胞膜在胞外即可实现高效转化。根据本专利技术优选的，所述步骤(1)中的海藻酸钠-氯化钙-壳聚糖法固定化的具体步骤为:取α -转葡萄糖苷酶菌株的种子液，滤除质量百分比为10%~40%的水分，制得除水种子液，然后加入质量百分比浓度为3%的海藻酸钠溶液，除水种子液:海藻酸钠溶液的质量比为1: (I~5)，搅拌均匀，然后向质量浓度为3%的氯化钙溶液中匀速滴加，固定4~12h后，取出固定化的胶珠颗粒，清洗后，浸入pH5~7的氯化钙和壳聚糖的混合液中，氯化钙质量百分比浓度为0.5~3%，壳聚糖质量百分比浓度为0.1~2%，继续浸泡6 -12h，清洗后，即得。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中的淀粉质原料为玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、碎米淀粉。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中的液化为二次喷射液化。进一步优选的，淀粉乳质量浓度为20~40%，pH值5.5~6.5，高温α -淀粉酶的添加量为0.2~0.8L/吨淀粉，一次喷射液化温度108°C，二次喷射液化温度125°C，液化液DE值为10~22%。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中的糖化，糖化酶为质量占40~60%的真菌淀粉酶、质量占20~40%的β -淀粉酶和质量占5~20%的普鲁兰酶混合后的复合糖化酶，复合糖化酶添加量为每吨淀粉0.15~0.5L，反应温度58~60°C，反应时间12~24h。根据本专利技术优选的，所述步骤(4)中的纯化，步骤如下:将步骤(3)制得的低聚异麦芽糖粗液浓缩至固形物质量百分比含量为55~65%，在压力0.2~0.4MPa、温度55~75°C、水耗比1: (1.5~2)、每小时进料量1.5~2.5m3的条件下，经色谱分离，制得IG2+P+IG3含量90%以上的低聚异麦芽糖浆和葡萄糖含量75%以上的葡萄糖浆。根据本专利技术优选的，所述步骤(4)中的干燥为经过真空蒸发干燥浓缩至固形物质量百分含量50~60%的液体产品，或经真空蒸发干燥制得的液体产品继续经真空干燥或喷雾干燥至固态产品。有益效果1、本专利技术采用固定化黑曲霉细胞技术生产低聚异麦芽糖，将环境因素对酶活的影响降到最低，为α -转葡萄糖苷酶提供稳定高效的产酶环境，底物转化效率高，无需进行其他纯化处理，转苷后料液功能性三糖含量> 60%，远远高于传统工艺，对三糖含量无特殊要求的产品可无需色谱分离，直接浓缩出料；2、采用海藻酸钠-氯化钙-壳聚糖固定化方法，操作步骤简便，同时固定化细胞机械强度高，固定化细胞可重复使用40批无破碎，重复使用60批以上轻微破碎，有利于工业化生产实施；3、料液无需活性炭脱色，不需离子交换柱脱盐，一次浓缩后进入色谱分离，使整个工艺简化，操作便利；4、低聚异麦芽糖粗液进入连续模拟移动床进行色谱分离，耗水减少，每小时进料量增加，分离效率加快，缩短工艺时间，分离出残留的葡萄糖，既提高低聚异麦芽糖的产品纯度，同时回收葡萄糖，藕联生产高果糖浆，提高原材料利用率。【具体实施方式】:下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步阐述，但本专利技术所保护范围不限于此。生物材料来源黑曲霉(Aspergillusniger) BLB -28 菌株,该菌株保藏号为 CGMCC No51本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固定化细胞生产高功能性三糖含量的低聚异麦芽糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将产α‐转葡萄糖苷酶菌株采用海藻酸钠‐氯化钙‐壳聚糖法固定化，制备固定化细胞，然后按柱体积的20～80%向柱体内装入固定化细胞，制得固定化细胞柱；所述步骤（1）中的α‐转葡萄糖苷酶菌株为黑曲霉（Aspergillus?niger）BLB?28菌株；（2）将淀粉质原料经过液化、糖化得到麦芽糖质量百分含量40～90%、固形物质量百分含量30～55%的麦芽糖浆；（3）调节步骤（2）制得的麦芽糖浆pH为3.5～6.0，通入步骤（1）制得的固定化细胞柱，固定化细胞柱中麦芽糖浆：固定化细胞体积比为（3～10）：1，麦芽糖浆通入速度为0.5～12倍固定化细胞体积/h，持续循环反应20～60h，收集获得IG2+P+IG3不小于60%的低聚异麦芽糖粗液；（4）将步骤（3）制得的低聚异麦芽糖粗液经纯化、干燥，制得低聚异麦芽糖。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗利，王乃强，贾慧慧，薛雅莺，李方华，
申请(专利权)人：保龄宝生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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