【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低聚半乳糖制备，特别是涉及一种利用固定化生物酶制备低聚半乳糖的制备方法。
技术介绍
1、低聚半乳糖是一种重要的功能性糖，其分子由2～10 个半乳糖基和1个葡萄糖基组成，半乳糖基之间以β-（1，3）、β-（1，4）和β-（1，6）等键相连结，以β-（1，4）键为主，而半乳糖与葡萄糖之间以β-（1，4）连接。
2、现有技术中常见的低聚半乳糖的制备方法多使用酶法合成低聚半乳糖，以牛乳中的乳糖为底物，通过β-半乳糖苷酶催化合成，但是酶法合成的gos产物为混合物，包含例如葡萄糖、半乳糖和乳糖等物质，需要通过之后配合分离纯化得到低聚半乳糖，一般低聚半乳糖的纯度为85.03％，二次上柱可以达到89.39％。
3、授权公告号为cn111978423b的中国专利技术专利公开了一种高纯度低聚半乳糖的制备方法，采用六床式顺式模拟移动床色谱分离技术，采用钠型大孔阳离子树脂，相对于钙型阳离子树脂对低聚半乳糖的分离效果更好，能实现葡萄糖、乳糖、半乳糖和低聚半乳糖的精细分离，得到98%以上高纯度低聚半乳糖产品。可见现有技术中多针对低聚半乳糖的分离提纯，关于酶的分离和回收以及重复使用也是亟需解决的问题之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低聚半乳糖的制备方法，本专利技术以果胶钙凝胶颗粒为芯通过将壳聚糖聚集在凝胶颗粒表面并进一步吸附和交联β-半乳糖苷酶，配合在反应过程中的液体循环，有效提升低聚半乳糖的转化率。
2、为解决此技术问题，本专利技术的技术方
3、s1、以乳糖溶液为原料泵入反应罐，反应罐中沿着罐体的轴向通过n层筛网逐层分隔得到的n-1个隔层装载由果胶钙凝胶-壳聚糖固定化的β-半乳糖苷酶，其中n为≥3的整数；
4、其中作为载体的果胶钙凝胶-壳聚糖的组成方式如下：
5、壳聚糖通过静电吸附组装在果胶钙凝胶颗粒表面，β-半乳糖苷酶交联于壳聚糖；
6、投入经固定的β-半乳糖苷酶的质量与乳糖溶液的体积比为18mg至25mg/1l；
7、s2、循环的温度为45℃至52℃，循环时间为10小时至14小时；
8、乳糖溶液流经果胶钙凝胶-壳聚糖的表面与β-半乳糖苷酶接触反应；
9、s3、将反应液泵出，使用连续化模拟移动床技术分离得到低聚半乳糖，分离乳糖回收继续反应。
10、优选，由果胶钙凝胶-壳聚糖固定化的β-半乳糖苷酶的制备方法，包括以下步骤：
11、s11、将果胶钙凝胶微米颗粒置于壳聚糖溶液中，壳聚糖溶液ph为4.0至4.5，搅拌，壳聚糖富集在果胶钙凝胶颗粒表面形成聚电解质复合物；
12、s12、向体系中添加β-半乳糖苷酶，通过壳聚糖吸附β-半乳糖苷酶；
13、s13、将s12所得的果胶钙凝胶-壳聚糖吸附的β-半乳糖苷酶置于戊二醛水溶液中交联，得果胶钙凝胶-壳聚糖固化的β-半乳糖苷酶。本专利技术以果胶钙凝胶颗粒作为用于负载壳聚糖的芯结构，且后续配合戊二醛交联壳聚糖和β-半乳糖苷酶，其中戊二醛交联包括分布在果胶钙凝胶颗粒表面的壳聚糖，壳聚糖作为载体的壳结构稳定果胶钙凝胶颗粒的结构；在低聚半乳糖的生产过程中，由于果胶高凝胶颗粒中水的不流动性，乳糖溶液从果胶钙凝胶-壳聚糖的表面处流过，从而保证乳糖溶液与β-半乳糖苷酶的接触，且本专利技术利用乳糖的流动，流经载体堆叠形成具有三维结构的空间流道即流经了载体表面，提升乳糖与酶的接触，本专利技术所得载体可以反复多次使用，并保持较为稳定的转化效率。
14、优选通过吸水溶胀为果胶钙凝胶微米颗粒的果胶钙凝胶与壳聚糖的质量比为（1.1至1.3）：1。本专利技术利用果胶钙凝胶颗粒有效实现对壳聚糖的负载，并通过壳聚糖提升果胶钙凝胶颗粒的稳定性。
15、优选β-半乳糖苷酶与壳聚糖的质量比为(0.8mg至1.0mg):1g。本专利技术将β-半乳糖苷酶分布在三维流道内，配合乳糖溶液的流动保证乳糖与酶的充分接触。
16、优选步骤s12中通过壳聚糖吸附β-半乳糖苷酶的工艺条件如下：
17、10℃-15℃，200r/min-280r/min摇床振荡吸附，振荡时间为3小时至5小时。
18、优选果胶钙凝胶微米颗粒的制备方法包括以下步骤：
19、s111、使用去离子水配置低酯果胶和葡萄糖混合液，调节混合液的ph为3.0；
20、s112、将s111所得混合液置于沸水中加热；
21、s113、向经s112加热的混合液中加入氯化钙,迅速搅拌均匀；将所得混合液置于3℃至5℃环境中冷却放置得果胶钙凝胶；
22、s114、果胶钙凝胶冷冻干燥，粉碎，过筛250目至300目；
23、s115、将s114所得果胶钙粉末置于酸溶液中溶胀得果胶钙凝胶微米颗粒。
24、优选步骤s115果胶钙凝胶颗粒吸水溶胀为果胶钙凝胶微米颗粒包括以下步骤：
25、a1、在4℃条件下，将步骤s114干燥得到的果胶钙凝胶颗粒投入吡咯单体水溶液中浸泡4小时至8小时，使吡咯单体均匀渗透于果胶钙凝胶颗粒；
26、a2、将步骤a1得到的水凝胶浸泡在0.089mol/l硝酸铁水溶液中，吡咯单体交联为聚吡咯。本专利技术通过将吡咯单体通过浸润的方式渗透到凝胶颗粒内部，伴随着水分的分散均匀分布，硝酸铁作为引发剂引发吡咯可以自身聚合成聚吡咯从而通过聚吡咯形成对果胶钙凝胶颗粒结构的稳定；且由于吡咯是随着水连续渗透的，因此聚吡咯有效贯穿凝胶颗粒，稳定凝胶颗粒结构；随后将凝胶颗粒投入至壳聚糖溶液中，壳聚糖静电吸附在凝胶颗粒表面，再利用戊二醛实现壳聚糖和壳聚糖以及壳聚糖和酶之间的交联，获得结构稳定的用于酶固定的载体。
27、优选步骤s2中液体循环泵以50ml/min至80ml/min的流速循环反应液。
28、优选所述筛网为100目至200目的钢丝网。本专利技术利用钢丝网配合载体的颗粒形态进一步有效分散乳糖溶液的分散，溶液通过钢丝网小孔流速瞬间增加，与载体的相互作用力较大，更容易接触酶。
29、进一步改进，每一筛网螺纹连接于反应罐内壁。本专利技术的筛网可拆卸链接于反应罐内壁，方便固定化酶的投入。
30、通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
31、本专利技术以果胶钙凝胶颗粒为芯通过将壳聚糖聚集在凝胶颗粒表面并进一步吸附和交联β-半乳糖苷酶，配合在反应过程中的液体循环，有效提升低聚半乳糖的转化率；在乳糖的转化过程中，反应罐中沿着罐体的轴向通过n层筛网逐层分隔得到的n-1个隔层装载由果胶钙凝胶-壳聚糖固定化的β-半乳糖苷酶，防止大量的果胶钙凝胶-壳聚糖堆叠保证乳糖溶液沿着酶的分布流动，利于反应物和产物的传质；本专利技术中用于固定β-半乳糖苷酶的载体结构稳定，生物相容性好，可以重复使用；通过筛网的配合，反应溶液的循环流动过程中形成微区间的流速变化，提升低聚半乳糖的转化效率。
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1.一种低聚半乳糖的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述筛网为100目至200目的钢丝网。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：每一筛网螺纹连接于反应罐内壁。
【技术特征摘要】
1.一种低聚半乳糖的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，陈曼萍，朱啸峰，周坤宇，倪益金，陈达，
申请(专利权)人：浙江晟格生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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