海藻糖生产方法技术

本发明专利技术提供一种海藻糖生产方法，包括提供包括麦芽糖的一受质。接着，提供干燥嗜酸菌海藻糖合成酶将该受质中部分的麦芽糖直接转化为海藻糖。提供葡萄糖淀粉酶将没被干燥嗜酸菌海藻糖合成酶转化的麦芽糖转化为葡萄糖而得到反应混合物。再以模拟移动床层析法将该反应混合物中的海藻糖与葡萄糖分离，得到高纯度海藻糖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种，也是有关于一种。
技术介绍
海藻糖（trehalose，也就是a -D-吡喃葡萄糖基- a -D-吡喃葡萄糖苷）是一 种自然界中存在的非还原双糖，为由两个葡萄糖分子以1，1_糖苷键键结而成。虽然海 藻糖有三种变旋异构物存在，S卩α，α -1，1-、α，β -1，1-及β，β -1，1-海藻糖，但只有 α，a -1，1-海藻糖的形式广泛分布于自然界与包括细菌，酵母菌，蕈类，昆虫，无脊椎动物 及植物等多样生物中。 海藻糖（trehalose)可广泛应用在食品加工、医药、生化制品、化妆品产业中。例 如海藻糖可应用在化妆品上，作为保养品的保湿剂成分。在食品加工上，因为海藻糖具有甜 度适中、水溶性高、低致龋性、低吸湿性及加工储存过程中稳定等特性，因此可应用在需经 加热处理的食品和饮料、干燥食品、冷冻食品、蜜饯、糖果、饮料、发酵食品等。 早期海藻糖的生产方式是通过酵母的培养，再直接由酵母萃取，但由于生产成本 过高，难以广泛应用。后续工业大量生产发展出酶二段法，以低单价淀粉为原料来制造海藻 糖。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种。该方法包括提供包括麦芽糖的一受质。 接着，提供干燥嗜酸菌海藻糖合成酶（Picrophilus torridus trehalose synthase，简称 PTTS)将该受质中部分的麦芽糖直接转化为海藻糖。提供葡萄糖淀粉酶将没被干燥嗜酸菌 海藻糖合成酶转化的麦芽糖转化为葡萄糖而得到反应混合物。还以模拟移动床层析法将该 反应混合物中的海藻糖与葡萄糖分离开来。而该模拟移动床层析法包含：（i)提供包含至 少三区段的模拟移动床，其由一移动相及一固定相所组成，其中该移动相包括冲涤液，该固 定相颗粒内部具有孔隙，该三区段依序为第一、第二及第三区段，分别具有第一、第二与第 三相对流速比值ml、m2及m3,该移动相在该模拟移动床中朝同一方向流经该三区段之间， 该固定相相对于该移动相朝反方向模拟移动；（ii)将该反应混合物注入该模拟移动床的 第二与第三区段之间，该反应混合物中的葡萄糖与海藻糖分别具有第一滞留常数与第二滞 留常数，该第一滞留常数大于该第二滞留常数，该固定相的孔隙会导致海藻糖与葡萄糖依 不同速度移动；（iii)该第一区段的该第一相对流速比值ml应大于该第一滞留常数，以完 全再生固定相；以及（iv)该第二及第三区段的该第二及第三相对流速比值m2及m3应介于 该第一滞留常数及该第二滞留常数之间，使葡萄糖移动至该第二区段，海藻糖移动至该第 三区段，以分离葡萄糖与海藻糖。 依照本专利技术实施例，该第一、第二及第三区段各包含两根管柱、三根管柱与三根管 柱，每根管柱内填充颗粒内部具有该孔隙的该固定相。 依照本专利技术实施例，当该第二区段的该第二相对流速比值m2为X轴而该第三区段 的该第三相对流速比值m3为Y轴，依据三角理论，该第二相对流速比值m2及该第三相对流 速比值m3应落于由该第一滞留常数与该第二滞留常数所圈围的斜线区块中。 依照本专利技术实施例，当该反应混合物注入该模拟移动床后，该移动相带动该反应 混合物在该些管柱的孔隙中移动，由于该第一滞留常数大于该第二滞留常数，因此，葡萄糖 在该模拟移动床的移动速度小于海藻糖在该模拟移动床的移动速度，葡萄糖流出该些管柱 所需的时间大于海藻糖所需的时间，使葡萄糖移动至该第一与第二区段，海藻糖移动至第 三区段，以分离葡萄糖与海藻糖；再由于第一区段的相对流速ml大于第一滞留常数，所以 葡萄糖在第一区段的流动方向与流动相相同，同时也可使固定相完全再生。 依照本专利技术实施例，该第一滞留常数为0. 135,该第二滞留常数为0.015,而该固 定相颗粒内部的该孔隙度为〇. 40。 依照本专利技术实施例，以该受质中的麦芽糖重量为100重量％，干燥嗜酸菌海藻糖 合成酶将麦芽糖转化成约67重量％的海藻糖，而葡萄糖淀粉酶将剩下的麦芽糖转化成约 33重量％的葡萄糖，使该受质中的麦芽糖转化成包括海藻糖与葡萄糖的该反应混合物。 依照本专利技术实施例，所分离的海藻糖的纯度大于或等于98重量％。 依照本专利技术实施例，该模拟移动床还包括第四区段连接于该第三区段后以回收循 环冲涤液。所分离的海藻糖的纯度大于或等于99重量％。 依照本专利技术实施例，该模拟移动床还包括预处理区段来去除杂质。 为让本专利技术能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。【附图说明】 图1为本专利技术一实施例的的流程示意图； 图2示出海藻糖、麦芽糖与葡萄糖的贯穿曲线示意图； 图3示出模拟移动床层析法依照三角形理论中可分离溶质的操作条件坐标图； 图4示出三区段的柱模拟移动床层析的管柱配置示意图； 图5示出实施例条件下并调整死角体积后三角形理论中可分离海藻糖与葡萄糖 的操作条件坐标图； 图6示出四区段的柱模拟移动床层析的管柱配置示意图； 图7示出实验纯度数据与电脑模拟数据的比较示意图； 图8示出原位清洁-模拟移动床（CIP-SMB)层析的管柱配置示意图； 图9示出应用原位清洁-模拟移动床层析法分离三种成分的概念示意图； 图10示出原位清洁-模拟移动床层析法依照三角形理论的可分离的操作条件坐 标图。【具体实施方式】 本专利技术的生产海藻糖的方式包括使用嗜热性干燥嗜酸菌海藻糖合成酶 (Picrophilustorridustrehalosesynthase，简称PTTS)，PTTS为一耐热型海藻糖合成 酶，能针对麦芽糖进行酶反应而转化生成海藻糖，该酶转化率可高达约67 %，而其酶反应后 仍残留大约33%未反应的麦芽糖以及非常微量的葡萄糖。前述酶反应后，仍须将生成的海藻糖进一步纯化，其纯化过程中主要是要将海藻 糖与麦芽糖分离开来。但是因海藻糖与麦芽糖同属于双糖，并不容易利用离子排拒层析法(ion exclusion chromatography)来进行分离，故分离纯化效果不佳。 因应于此，本专利技术的生产海藻糖的方式则还包括利用葡萄糖淀粉酶 (glucoamylase)继续将前述酶反应残留的麦芽糖降解为葡萄糖，则其进一步纯化海藻糖过 程中所需要的分离目标为海藻糖相对于葡萄糖，其属于单糖与双糖的分离，容易利用离子 交换树脂以离子排拒层析法将其两者分离开来。 本专利技术的生产海藻糖的方式主要利用特定的耐热型海藻糖合成酶，将麦芽糖转换 成海藻糖后，以葡萄糖淀粉酶将未反应麦芽糖进一步转换成葡萄糖，再以连续式离子交换 树脂法，将葡萄糖与海藻糖分离。 此外，本专利技术的生产海藻糖的方式还包括使用离子交换树脂层析法，特别是模拟 移动床层析法（simulatedmovingbedchromatography,简称SMBC)来进行海藻糖与葡萄 糖的分离。 以下列举实施例以说明本专利技术生产方法的细节或条件，并非用以限制本专利技术保护 范围。所示附图为示意图仅为说明方便而绘制，并非代表限制其实际的方法、条件或装置 等。 实施例1 :两阶段酶转化 本专利技术的生产海藻糖的方式采用两阶段酶转化方式当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海藻糖生产方法，其特征在于，包括：提供一受质，而该受质包括麦芽糖；提供干燥嗜酸菌海藻糖合成酶将该受质中部分的麦芽糖直接转化为海藻糖；提供葡萄糖淀粉酶将没被干燥嗜酸菌海藻糖合成酶转化的麦芽糖转化为葡萄糖而得到反应混合物；以及以模拟移动床层析法将该反应混合物中的海藻糖与葡萄糖分离开来，其中该模拟移动床层析法包含：(i)提供包含至少三区段的模拟移动床，其由一移动相及一固定相所组成，其中该移动相包括冲涤液，该固定相颗粒内部具有孔隙，该三区段依序为第一、第二及第三区段，分别具有第一、第二与第三相对流速比值m1、m2及m3，该移动相在该模拟移动床中朝同一方向流经该三区段之间，该固定相相对于该移动相朝反方向模拟移动；(ii)将该反应混合物注入该模拟移动床第二与第三区段之间，该反应混合物中的葡萄糖与海藻糖分别具有第一滞留常数与第二滞留常数，该第一滞留常数大于该第二滞留常数，该固定相的孔隙会导致海藻糖与葡萄糖依不同速度移动；(iii)该第一区段的该第一相对流速比值m1应大于该第一滞留常数，以完全再生固定相；以及(iv)该第二及第三区段的该第二及第三相对流速比值m2及m3应介于该第一滞留常数及该第二滞留常数之间，使葡萄糖移动至该第二区段，海藻糖移动至该第三区段，以分离葡萄糖与海藻糖。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：萧介夫，梁明在，王诗涵，
申请(专利权)人：义守大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71