一种以木薯淀粉为原料制备海藻糖的方法技术

技术编号:10326210 阅读:162 留言:0更新日期:2014-08-14 12:42
本发明专利技术的目的是提供一种改良的酶法生产海藻糖的方法,引入纳米二氧化硅作为酶的固定相,能够大大缩短反应时间和减少酶的用量,显著降低生产成本,适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,涉及到生物医药领域。
技术介绍
海藻糖对生物体具有显著的保护作用,海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜,有效地保护蛋白质分子不变性失活,海藻糖成为替代白蛋白作为冻干保护剂的理想选择,在生物技术药物、疫苗和脂质体的冻干制剂中具有广阔的前景。目前,目前海藻糖的制备方法主要有微生物抽提法、发酵法、基因重组法以及酶转化法。生物抽提法、发酵法和基因重组法涉及复杂的生物学技术,对技术要求高,生产成本高,不适宜大量批量生产。酶转化法是采用葡萄糖、麦芽糖或淀粉等为底物,通过与海藻糖合成有关的酶的作用转化成海藻糖。根据其作用底物,主要分为葡萄糖、麦芽糖、淀粉为底物三种生产方法。该种方法成本低,非常适宜批量生产。目前,以淀粉为原料是有两条途径:第一条途径是利用葡萄糖基转移酶(glycosyl transfer GTase)和淀粉酶(amylase)将淀粉转化成海藻糖;第二条途径是利用麦芽糖苷基海藻糖合成酶(MTSase)和麦芽糖苷基海藻糖水解酶(MTHase)的协同作用,将一定链长的直链淀粉转化为海藻糖。CN102965412A公开了一种海藻糖的制备方法,它采用大米(I)为基本原料,淀粉酶⑵、海藻酶⑶为辅助材料 ,通过浸泡⑷、磨浆(5)、调浆(6)、液化(7)、压虑⑶、糖化(9)、脱色(10)、离交(11)、醇化(12)、色谱分离(13)、浓缩(14)、灌装(15)、结晶分离(16)、干燥(17)、包装(18)十五个工艺流程完成。2000年,南宁中诺生物工程有限责任公司利用此酶系成功开发出酶法转化木薯淀粉生产海藻糖的工艺,使我国成为世界上第2个酶法工业化生产海藻糖的国家。该工艺利用木薯淀粉由α-淀粉酶、普鲁兰酶分解为短链糊精后,经MTSase和MTHase作用转化生广海操糖,精制后可制成含量为98.0%的食品级结晶海操糖和含量为99.0%以上的闻纯度结晶海藻糖(黄日波,海藻糖一21世纪的新型糖类[Μ].北京:化学工业出版社,2010.)。但上述现有技术所述制备方法反应时间较长,使用淀粉酶的量较大,使得制备海藻糖的成本增加,不利于海藻糖的工业化生产。为了克服上述现有技术存在的缺陷,需要提供一种更为有效的酶催化制备海藻糖的生产方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于MTSase和MTHase的协同作用,引入纳米材料作为酶的固定相生产海藻糖的方法,能够大大缩短反应时间和减少酶的用量。本专利技术的目的是提供一种改良的酶法生产海藻糖的方法,为实现本专利技术的目的,采用以下技术方案: a、取木薯淀粉10份,加入20-50份水,80-90°C加热使其溶解成糊状物;b、调节步骤a物料pH为6.0-7.0,保持温度为30_45°C,加入负载有α -淀粉酶的纳米二氧化娃,搅拌2min,80Hz超声30s后保温10_20min得糖化液; C、将步骤b处理过后的糖化液通过0.25 μ m的过滤膜过滤,所得糖化液用酸或碱调节PH为6.5-7.0,保持温度为30-40°C,再加入负载有麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的纳米二氧化硅,搅拌lmin,80Hz超声30s后保温12h,再超声30s后保温12h ; d、将步骤c所得的物料通过0.25 μ m的过滤膜过滤,再加入0.1-0.5份的活性炭,搅拌30min,再通过0.25 μ m的过滤膜过滤,滤液再经装有中空纤维超滤膜的超滤器超滤; e、将步骤d所得滤液在真空压为-0.085Mpa,温度为35°C的条件下,浓缩至含水量为10%~20%,结晶,离心即得。本专利技术技术方案中,步骤a所得淀粉糊状溶液,淀粉的含量为20%_50%,现有技术中,酶法制海藻糖的淀粉溶液质量浓度一般为10%,浓度高高,淀粉的转化率下降。而本专利技术通过后续的工艺步骤,提高原液淀粉的质量浓度,转化率并没有明显下降,因此在同等生产条件下,单次的生产量提高2-5倍。本专利技术技术方案中,步骤b所述的负载有α-淀粉酶的纳米二氧化硅是通过以下步骤制得:取平均粒径为500-600nm的二氧化硅用0.01mol/L的pH 7.4的PBS溶液分散,再加入5mg/mL的α -淀粉酶溶液,二氧化硅与α -淀粉酶的质量比为2:1,IOOHz的超声30S分散,于4°C摇床上震荡24h,离心后倾去上清液、底物30°C真空干燥即得。步骤b所述的负载有α -淀粉酶的纳米二氧化硅的加入量为木薯淀粉质量的0.05-0.1%。 步骤c所述的负载有麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的纳米二氧化硅是通过以下步骤制得:取平均粒径为500-600nm的二氧化硅用0.01mol/L的pH7.4的PBS溶液分散,再加入3mg/mL的麦芽糖苷基海藻糖合成酶和2mg/mL麦芽糖苷基海藻糖水解酶,二氧化硅、麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的质量比为10:3:2, IOOHz的超声30 S分散,于4°C摇床上震荡36h,离心后倾去上清液、底物30°C真空干燥即得。步骤c所述的负载有麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的纳米二氧化硅得加入量为木薯淀粉质量的0.2-0.3%。步骤d所述的中空纤维超滤膜的分子截留范围为5000 10000。步骤d所述的溶液在超滤器中的线速度控制在lm/s 3m/s。本专利技术提供的一种木薯片发酵制备乙醇的方法,其优点在于: (I)同等生产条件下,单次生产量提高2-5倍。(2)固定有酶的纳米二氧化硅体系,使用后用纯化水清洗再真空干燥处理,可多次重复利用,大大减少酶的使用量。此外,引入纳米二氧化硅,使酶在高浓度的淀粉液中悬浮,增加酶与淀粉的可及性。(3)酶解过程中,使用超声方式,能够增加酶与底物的接触,提高酶的活性,减少反应时间。(4)本工艺生产的海藻糖符合《欧洲药典》7.0版标准要求。【具体实施方式】以下结合实施例进一步说明本专利技术以及创新之处。应当理解,所列出的实施例仅用于具体说明本专利技术而非对本专利技术的进一步限定,本领域技术人员在充分理解之后可以对实施例进行适当调整,这些仍然在本专利技术的保护范围之内。实施例1 负载有α -淀粉酶的纳米二氧化娃:取平均粒径为540nm的二氧化娃用0.01mol/L的PH 7.4的PBS溶液分散,再加入5mg/mL的α -淀粉酶溶液,二氧化硅与α-淀粉酶的质量比为2:1,IOOHz的超声30 S分散,于4°C摇床上震荡24h,离心后倾去上清液、底物30°C真空干燥即得。实施例2 负载有MTSave和MTHase的纳米二氧化硅:取平均粒径为540nm的二氧化硅用0.01mol/L的pH 7.4的PBS溶液分散,再加入3mg/mL的麦芽糖苷基海藻糖合成酶和2mg/mL麦芽糖苷基海藻糖水解酶,二氧化硅、麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的质量比为10:3:2,IOOHz的超声30 S分散,于4°C摇床上震荡36h,离心后倾去上清液、底物30°C真空干燥即得。实施例3 负载有α -淀粉酶的纳米二氧化硅:取平均粒径为I μ m的二氧化硅,其余同实施I。实施例4 负载有MTSave和MTHase的纳米二氧化硅:取平均粒径为I μ m的二氧化硅,其余同实施2。实施例5 取木薯淀粉100kg,加入280kg本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种以木薯淀粉为原料制备药用海藻糖的方法,其特征在于:a、取木薯淀粉10份,加入20‑50份水,80‑90℃加热使其溶解成糊状物;b、调节步骤a物料pH为6.0‑7.0,保持温度为30‑45℃,加入负载有α‑淀粉酶的纳米二氧化硅,搅拌2min,80Hz超声30s后保温10‑20min得糖化液;c、将步骤b处理过后的糖化液通过0.25μm的过滤膜过滤,所得糖化液用酸或碱调节pH为6.5‑7.0,保持温度为30‑40℃,再加入负载有麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的纳米二氧化硅,搅拌1min,80Hz超声30s后保温12h,再超声30s后保温12h;d、将步骤c所得的物料通过0.25μm的过滤膜过滤,再加入0.1‑0.5份的活性炭,搅拌30min,再通过0.25μm的过滤膜过滤,滤液再经装有中空纤维超滤膜的超滤器超滤;e、将步骤d所得滤液在真空压为‑0.085Mpa,温度为35℃的条件下,浓缩至含水量为10%~20%,结晶,离心即得。

【技术特征摘要】
1.一种以木薯淀粉为原料制备药用海藻糖的方法,其特征在于: a、取木薯淀粉10份,加入20-50份水,80-90°C加热使其溶解成糊状物; b、调节步骤a物料pH为6.0-7.0,保持温度为30_45°C,加入负载有α -淀粉酶的纳米二氧化娃,搅拌2min,80Hz超声30s后保温10_20min得糖化液; C、将步骤b处理过后的糖化液通过0.25 μ m的过滤膜过滤,所得糖化液用酸或碱调节PH为6.5-7.0,保持温度为30-40°C,再加入负载有麦芽糖苷基海藻糖合成酶和麦芽糖苷基海藻糖水解酶的纳米二氧化硅,搅拌lmin,80Hz超声30s后保温12h,再超声30s后保温12h ; d、将步骤c所得的物料通过0.25 μ m的过滤膜过滤,再加入0.1-0.5份的活性炭,搅拌30min,再通过0.25 μ m的过滤膜过滤,滤液再经装有中空纤维超滤膜的超滤器超滤; e、将步骤d所得滤液在真空压为-0.085Mpa,温度为35°C的条件下,浓缩至含水量为10%~20%,结晶,离心即得。2.根据权利要求1所述的一种以木薯淀粉为原料制备药用海藻糖的方法,其特征在于步骤b所述的负载有α-淀粉酶的纳米二氧化硅是通过以下步骤制得:取平均粒径为500-600nm的二氧化娃用0.01mol/L的pH 7.4的PBS溶液分散,再加入5mg/mL的α -淀粉酶溶液,二氧化硅与α-淀粉酶的质量比为2:1,IOOHz的超声30 S分散,于4°C摇床上震荡24h,离心后倾去上清液、底物30°C真空干燥即得。3.根据权利要求1所述的一种以木薯淀粉为原料制备药用海藻糖的方法,其特征在于步骤b所述的负载有α -淀...

【专利技术属性】
技术研发人员:帅放文王向峰章家伟
申请(专利权)人:湖南尔康制药股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖南;43

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