CN102559814A - 一种制备阿卡波糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备阿卡波糖的方法,采用4种酶协同进行淀粉液化糖化，步骤为:(1)先用α-淀粉酶在合适的pH、温度下液化淀粉乳液，控制DE值在11-18范围内；（2）淀粉液化液降至合适温度，调节合适的pH，加入普鲁兰酶、真菌酶、β-淀粉酶，维持一定时间，复合麦芽糖转化率可达85-95%。（3）液化淀粉灭菌后，用于阿卡波糖发酵。本发明公开的淀粉液化方法，复合麦芽糖含量高，是保证阿卡波糖发酵高产量、低杂质的关键，此方法简单、易于操作、低成本，适合阿卡波糖发酵的工业生产。

Description

一种制备阿卡波糖的方法

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种制备阿卡波糖的方法。

技术背景

阿卡波糖是有效的葡糖苷酶抑制剂，用作口服治疗糖尿病的抗糖尿病药物，通过游动放线菌（Actinoplanes utahensis）的发酵培养获得。阿卡波糖的分子结构如下式，由4个单糖组成，其生物合成主要是糖代谢，发酵培养基中的碳源（糖源）组成十分关键。阿卡波糖发酵的最大特点是，生产菌的生产力显著依赖于培养液的渗透压浓度（制备阿卡波糖的渗透控制的发酵方法，专利公 开 号：CN1178837，拜尔公司），渗透压的控制主要通过维持培养液中高浓度底物来实现，糖源就是其中最需要控制的。糖源的质量是发酵水平高低和杂质控制的关键，培养液中的糖源主要是复合型麦芽糖和葡萄糖，相对而言，复合型麦芽糖要求维持高浓度，而葡萄糖控制在较低水平。

 

对于工业生产，成本是优先考虑的，麦芽糖是阿卡波糖发酵培养基组成中最多的一种营养成份，直接购买饴糖、高麦芽糖浆，成本比较高。同时，我们也做过考查，购买的饴糖、高麦芽糖浆，直接用于游动放线菌的发酵培养，产物阿卡波糖的浓度并不高，尤其是纯麦芽糖的效果更差。阿卡波糖发酵需要复合型的麦芽糖，以麦芽二糖、麦芽三糖为主，辅以少量麦芽四糖和葡萄糖，复合麦芽糖含量越高，发酵水平相对越高，发酵液中的杂质，尤其是关键杂质A的含量也易于控制在较低水平（杂质A目前没有好的提取方法去除，主要通过发酵控制）。复合麦芽糖需采用淀粉液化糖化制备，液化糖化工艺不同，得到的复合麦芽糖含量差异非常大，直接关系到阿卡波糖的发酵水平和杂质含量。本发明将淀粉经过多种酶液化、糖化，得到高含量复合麦芽糖，不需其它处理，灭菌后直接用于阿卡波糖发酵生产，是最有效、最经济的生产方式。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，提供一种经济有效且产物纯度较高的制备阿卡波糖的方法。

本发明采取的技术方案：

一种制备阿卡波糖的方法，其具体步骤为：

（1）淀粉液化：将淀粉加水搅拌溶解，配制成20-40%（w/v）的乳液，调pH到5.5-6.2，加入淀粉质量0.05-0.2%的耐高温a-淀粉酶和0.02-0.08%无水氯化钙，加热到105-110℃，维持5-10分钟，DE值达到10-18时，降温至60℃得液化液；

（2）糖化：将步骤（1）获得的液化液，加入所述淀粉质量0.05-0.2%的普鲁兰酶、0.05-0.2%的真菌酶、0.25-0.45%的β-淀粉酶，55-60℃维持4－8小时，得糖化液；

（3）灭菌后发酵：步骤（2）获得的淀粉糖化液，直接加入其他营养物质制成阿卡波糖发酵培养基，灭菌后接入阿卡波糖生产菌种游动放线菌进行发酵，发酵过程中控制发酵培养液中总糖含量为6.0-12.0%（w/w），葡萄糖含量不超过2.8%（w/w），发酵培养5-6天，发酵液经提取制得阿卡波糖。

所述淀粉的含糖量为70-85%（w/w）。

本发明采用上述技术方案取得的有益效果是：

采用本发明的方法通过多种酶对淀粉（含糖量在70-85%）进行液化、糖化，淀粉转化为复合麦芽糖的转化率可达85-95%，用于阿卡波糖发酵生产，发酵水平高；关键杂质A含量低，减少了下游的提取纯化压力；淀粉代替其它糖源，生产成本更低。

本发明公开的制备阿卡波糖的方法，是一种适合阿卡波糖发酵的高产量、低杂质、低成本的生产技术。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

部分试验在丽珠集团新北江制药股份有限公司完成。

实施例1

称取玉米淀粉7.5 kg（含糖量82%）加自来水至37.5 L（浓度为20%），溶解后调pH5.6，加入耐高温a-淀粉酶3.75 g（合0.05%，以玉米淀粉计算）、无水氯化钙3.75 g（合0.05%），加热到105℃开始计时，维持10分钟，取样测DE=17，降温至60℃，加入淀粉质量0.06%的普鲁兰酶、0.06%真菌酶、0.25%β-淀粉酶，59℃维持8小时，取样检测，复合麦芽糖总量为5.3 kg，相对于玉米淀粉总糖量，转化率为86.2%。配制发酵培养基：取29 L淀粉糖化液（折合为4.1 kg麦芽糖，配比6.8%），其它营养成份包括2.6%葡萄糖、1.0%黄豆饼粉、0.5%味精、0.7%甘油、0.3% C_aCO₃和0.03% F_eCl₃，加入100L发酵罐内，配制pH6.5的发酵培养基60 L，灭菌后接入游动放线菌AC-19，搅拌通气，28℃进行发酵培养，剩余8.5 L淀粉糖化液单独灭菌，发酵过程补入，控制发酵液中总糖含量为6.0-8.0%（w/w），葡萄糖含量不高于2.8%，125小时培养结束，取样进行高效液相检测，阿卡波糖浓度为4.1 g/L，杂质A含量为0.8%。发酵液经常规的过滤、离子交换、层析、纳滤、冻干等提取处理，制备的阿卡波糖含量为98.3%，杂质A含量为0.31%。

实施例2

称取土豆淀粉12 kg（含糖量70%）加自来水至40 L（浓度为30%），溶解后调pH6.2，加入0.2%（以玉米淀粉计算）耐高温a-淀粉酶、0.02%无水氯化钙，加热到110℃开始计时，维持5分钟，取样测DE=11，降温至60℃，加入淀粉质量0.2%普鲁兰酶、0.2%真菌酶、0.45%β-淀粉酶，55℃维持4小时，取样检测，淀粉糖化液中的麦芽糖总量为7.98 kg，转化率为95.0%，糖化液中葡萄糖量为97 g。配制发酵培养基：取20 L淀粉糖化液（折合6.4 kg麦芽糖，配比10.6%），其它营养成份包括2.4%葡萄糖、1.0%黄豆饼粉、0.5%味精、0.6%甘油、0.5% C_aCO₃和0.05% F_eCl₃，加入100L发酵罐内，配制pH6.5的发酵培养基60 L，灭菌后接入游动放线菌AC-19，搅拌通气，28℃进行发酵培养，剩余淀粉糖化液单独灭菌，发酵过程补入，控制发酵液中总糖含量为10.0-12.0%，葡萄糖含量不高于2.6%，培养140小时，取样进行高效液相检测，阿卡波糖浓度为4.96g/L，杂质A含量为0.5%。发酵液经常规的过滤、离子交换、层析、纳滤、冻干等提取处理，制备的阿卡波糖含量为98.5%，杂质A含量为0.20%。

实施例3

称取玉米淀粉5500 kg（含糖量85%）加自来水至13.75 m³（浓度为40%），溶解后调pH6.0，加入0.1%（以玉米淀粉计算）耐高温a-淀粉酶5.5 kg、0.08%无水氯化钙4.4 kg，加热到105℃开始计时，维持5分钟，取样测DE=13，降温至60℃，加入淀粉质量0.1%普鲁兰酶、0.1%真菌酶、0.3%β-淀粉酶，58℃维持4小时，取样检测，淀粉糖化液中麦芽糖总量为4146.8 kg，相对于玉米淀粉总糖量，转化率为88.7%，糖化液中葡萄糖量为62 kg。配制发酵培养基：取8 m³淀粉糖化液（折合3402.5 kg麦芽糖，配比8.5%），其它营养成份包括1.8%葡萄糖、1.0%黄豆饼粉、0.5%味精、0.6%甘油、0.5% C_aCO₃和0.05% F_eCl₃，加入容积为50 m³发酵罐内，调pH6.6，灭菌后体积为40 m³，接入游动放线菌AC-19，开搅拌，通入无菌空气，28℃进行发酵培养，溶氧浓度不低于30%。剩余淀粉糖化液单独灭菌，发酵过程补入，控制发酵液中总糖含量为8.0-10.0%，葡萄糖含量不高于2.0%，培养120小时，取样进行高效液相检测，阿卡波糖浓度为4.3 g/L，杂质A含量为0.6%。发酵液经常规的过滤、离子交换、层析、纳滤等提取处理，制备的阿卡波糖含量为98.9%，杂质A含量为0.24%。

Claims (2)

1.一种制备阿卡波糖的方法，其特征在于其具体步骤为：

（1）淀粉液化：将淀粉加水搅拌溶解，配制成20-40%（w/v）的乳液，调pH到5.5-6.2，加入淀粉质量0.05-0.2%的耐高温a-淀粉酶和0.02-0.08%无水氯化钙，加热到105-110℃，维持5-10分钟，DE值达到10-18时，降温至60℃得液化液；

（2）糖化：将步骤（1）获得的液化液，加入所述淀粉质量0.05-0.2%的普鲁兰酶、0.05-0.2%的真菌酶、0.25-0.45%的β-淀粉酶，55-60℃维持4－8小时，得淀粉糖化液；

（3）灭菌后发酵：步骤（2）获得的淀粉糖化液，直接加入其他营养物质制成阿卡波糖发酵培养基，灭菌后接入阿卡波糖生产菌种游动放线菌进行发酵，发酵过程中控制发酵培养液中总糖含量为6.0-12.0%（w/w），葡萄糖含量不超过2.8%（w/w），发酵培养5-6天，发酵液经提取制得阿卡波糖。

2.根据权利要求1所述的制备阿卡波糖的方法，其特征在于所述淀粉的含糖量为70-85%（w/w）。