CN106520863A - 一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 - Google Patents
一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106520863A CN106520863A CN201611026136.5A CN201611026136A CN106520863A CN 106520863 A CN106520863 A CN 106520863A CN 201611026136 A CN201611026136 A CN 201611026136A CN 106520863 A CN106520863 A CN 106520863A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- psicose
- fructose
- enzyme
- production technology
- enzymatic conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/24—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an isomerase, e.g. fructose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/02—Monosaccharides
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明提供了一种酶法转化D‑果糖高效制备D‑阿洛酮糖的生产工艺。利用D‑阿洛酮糖3‑差向异构酶对D‑果糖溶液进行转化,而后通过物料循环工艺获得高纯度D‑阿洛酮糖。该法工艺简单,生产过程中不使用任何化学制剂且不浪费原料,所用酶的催化活力较高,是纯绿色制备D‑阿洛酮糖的方法,有较大的工业化生产和应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用生物酶转化D-果糖制备D-阿洛酮糖的生产工艺,属于食品生物技术领域。
背景技术
随着生活水平的日益提升,人们对食品安全也日渐重视,各种功能性食品和低热量甜味剂已进入市场,并受到消费者的高度关注。D-阿洛酮糖 (D-psicose/D-allulose),是一种自然界中存在但含量极少的稀有糖类,为D-果糖C-3位的差向异构体;其甜度是蔗糖的70%,却仅提供相当于蔗糖0.3%的热量,是食品中蔗糖的最佳代替品。韩国希杰第一制糖株式会社和日本松谷集团分别于2011年和2013年向美国食品药品监督管理局 (FDA) 申请D-阿洛酮糖的“一般认为安全”(GRAS) 认定,都得到“没有问题”的答复。此外,阿洛酮糖在保健和医疗等领域也具有重要的应用价值。
D-阿洛酮糖主要有生物合成与化学合成两种途径。相较于化学合成,生物合成的方法更为环保,有利于后续产物的分离纯化,具有重大的经济效益和社会效益。韩国希杰第一制糖株式会社、日本松谷集团和英国泰莱公司是目前全球生产D-阿洛酮糖的三大厂家,他们均通过改良的重组菌株生产D-阿洛酮糖3-差向异构酶,并利用该酶催化果糖生产D-阿洛酮糖,均已实现D-阿洛酮糖的商用化。与国外相比,国内对D-阿洛酮糖的研究相对落后。江南大学最先通过对鱼塘淤泥和水样筛选,得到一株能合成D-塔格糖3-差向异构酶的类球红细菌,其能催化D-果糖生成D-阿洛酮糖,转化率最高达到6.54%。但是生物法也存在一定的弊端,目前酶法生产D-阿洛酮糖主要受制于所用酶的催化效率低、底物粘度大以及生产工艺繁琐等。
发明内容
本发明的目的是提供一种酶法转化D-果糖高效制备D-阿洛酮糖的生产工艺,该法工艺简单,生产过程中不使用任何化学制剂且实现物料循环,是纯绿色制备D-阿洛酮糖的方法。
本发明的技术方案:通过研究酶液添加量、反应温度、底物起始浓度及反应时间四个因素对阿洛酮糖转化率的影响,确定酶法制备D-阿洛酮糖的最佳反应条件。在优化条件下利用D-阿洛酮糖3-差向异构酶对D-果糖溶液进行转化,反应液经脱色、离交、浓缩、色谱分离、结晶等工艺制备液体或结晶阿洛酮糖,生产过程中物料可循环,色谱分离后的提余液、离心后母液进入循环进行酶转化,提高阿洛酮糖收率。阿洛酮糖含量或纯度利用高效液相色谱(HPLC)检测。
所涉及到的D-阿洛酮糖3-差向异构酶由实验室自行发酵制备。
所涉及到的D-果糖为本公司产品,纯度达99%。
所述的D-阿洛酮糖含量或纯度的测定方法:
利用HPLC对生成的D-阿洛酮糖含量或纯度进行分析,根据保留时间定性,色谱峰面积归一化法定量。
所述的酶法制备反应条件的初步研究:
本发明中分别对影响阿洛酮糖酶法制备的4个因素 (酶液添加量、反应温度、底物起始浓度和反应时间) 进行单因素试验,每确定一因素将作为下一单因素实验的固定条件,最终获得的最佳条件用于D-阿洛酮糖的制备。
所述的酶法制备工艺主要包括酶转化、脱色、离子交换、浓缩、色谱分离、结晶工序。
本发明的有益效果:本发明提供了一种酶法转化D-果糖高效制备D-阿洛酮糖的生产工艺,该法工艺简单,生产过程中不使用任何化学制剂且实现物料循环,所用酶的催化活力较高,是纯绿色制备D-阿洛酮糖的方法,有较大的工业化生产和应用价值。
附图说明
图1:D-阿洛酮糖的酶法制备工艺图。
具体实施方式
以下结合具体实施例,进一步阐述本发明的操作方法。但是这些实施例仅用于详细说明本发明,而不用于限制本发明的范围。
实施例1
D-阿洛酮糖酶法制备条件的初步研究:
(1) 酶液添加量:以去离子水构建反应体系在50℃条件下,分别用不同的酶量 (10~50μL×g-1 D-果糖) 将500 g×L-1的D-果糖溶液转化10 h,然后用HPLC测定反应体系中D-阿洛酮糖的含量。结果显示随着酶液添加量的增加,D-阿洛酮糖的含量逐渐增加,当酶液添加量达到30 μL×g-1 D-果糖时,最高含量为26.3%,然后逐渐降低。
(2) 反应温度:以去离子水构建反应体系在不同温度下 (50~60℃),分别用30 μL×g-1 D-果糖的酶液添加量将500 g×L-1的D-果糖溶液转化10 h,然后用HPLC测定反应体系中D-阿洛酮糖的含量。结果显示D-阿洛酮糖的含量随温度升高而增加,当反应温度为55℃时,D-阿洛酮糖的含量最高可达26.8%;温度高于55℃时,酶转化能力下降。
(3) 底物起始浓度:以去离子水配制不同质量浓度的D-果糖溶液 (200~600 g×L-1),分别用30 μL×g-1 D-果糖的酶液添加量在55℃下转化10 h,然后用HPLC测定反应体系中D-阿洛酮糖的含量。随着D-果糖溶液浓度的增加,D-阿洛酮糖的含量逐渐增加,在质量浓度为500 g×L-1时,D-阿洛酮糖的含量最高为28.1%,随后含量减少。
(4) 反应时间:以去离子水构建反应体系在55℃条件下,用30 μL×g-1 D-果糖的酶液添加量将500 g×L-1的D-果糖溶液转化不同的时间 (6~12 h),然后用HPLC测定反应体系中D-阿洛酮糖的含量。结果显示随着反应时间的延长,D-阿洛酮糖的含量逐渐增加,当反应时间达到10 h时,D-阿洛酮糖的含量最高可达27.8%,然后有所减少。
实施例2
D-阿洛酮糖的酶法制备工艺流程
(1) 酶反应:以去离子水构建500 g×L-1的D-果糖溶液,酶液添加量为30 μL×g-1 D-果糖,反应温度55℃,反应时间10 h后升温至100℃灭酶。
(2) 脱色:加入料液干重0.1~5%活性炭,温度70~100℃保温30 min,采用陶瓷膜将活性炭脱除。
(3) 离交:料液经阳-阴-阳离子交换树脂除盐降低电导,要求糖浓30%时电导0~100 μs/cm。
工艺流程如图1所示,D-果糖经酶转化后得到D-阿洛酮糖含量达27-30%;反应液先经过活性炭脱色,后经离子交换树脂除盐再浓缩所得的阿洛酮糖糖浆1纯度达27-30%;将阿洛酮糖和果糖经过色谱分离,重新进行活性炭脱色、离交和浓缩所得的阿洛酮糖糖浆2纯度达98%以上;将糖浆2进行结晶,所得阿洛酮糖晶体纯度达99%以上。
Claims (6)
1.一种酶法转化D-果糖高效制备D-阿洛酮糖的生产工艺。
2.权利要求1所述的酶,其特征在于具有果糖异构体转化作用的D-阿洛酮糖3-差向异构酶。
3.权利要求1所述的生产工艺,其特征在于可实现物料循环,主要包括以下工序:酶转化—脱色—离交—浓缩—色谱分离—结晶—离心—包装。
4.权利要求3所述的物料循环,其特征在于色谱分离后得到的提取液可进行浓缩、结晶制备阿洛酮糖晶体,而色谱分离后的提余液可直接应用于下一批的酶转化工序。
5.权利要求3所述的物料循环,其特征在于经离心工序后所得母液直接用于下一批的酶转化工序。
6.酶法制备D-阿洛酮糖的最佳反应条件:酶液添加量30 μL×g-1 D-果糖、反应温度55℃、底物起始浓度500 g×L-1和反应时间10 h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611026136.5A CN106520863A (zh) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | 一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611026136.5A CN106520863A (zh) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | 一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106520863A true CN106520863A (zh) | 2017-03-22 |
Family
ID=58353151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611026136.5A Pending CN106520863A (zh) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | 一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106520863A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3553071A4 (en) * | 2016-12-08 | 2020-07-29 | Samyang Corporation | METHOD FOR PREPARING PSICOSIS BY MEANS OF RECYCLING |
CN112226474A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-01-15 | 保龄宝生物股份有限公司 | 一种d-阿洛酮糖晶体的制备方法 |
CN114032263A (zh) * | 2021-07-21 | 2022-02-11 | 山东福洋生物科技股份有限公司 | 一种生物发酵法生产高纯度阿洛酮糖晶体的方法 |
CN115028667A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-09 | 山东星光首创生物科技有限公司 | 一种低水分活度阿洛酮糖的制备方法及阿洛酮糖 |
US11820788B2 (en) * | 2017-06-30 | 2023-11-21 | Samyang Corporation | Method for producing sweetener allulose |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101177672A (zh) * | 2007-12-12 | 2008-05-14 | 江南大学 | 微生物转化d-果糖制备d-阿洛酮糖的菌种和方法 |
KR101318422B1 (ko) * | 2013-04-09 | 2013-10-15 | 주식회사 삼양제넥스 | D-사이코스 에피머화 효소, 및 이를 이용하는 사이코스 생산방법 |
CN103946379A (zh) * | 2011-07-06 | 2014-07-23 | 松谷化学工业株式会社 | 球形节杆菌生产的酶 |
KR20140123284A (ko) * | 2013-04-12 | 2014-10-22 | 주식회사한국야쿠르트 | 기능성 희귀당 사이코스의 생산능을 지닌 신규 클로스트리디움 볼티에 유래의 사이코스-3-에피머화 효소 및 이를 이용한 사이코스 생산방법 |
CN105483181A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-13 | 河南飞天农业开发股份有限公司 | 一种高纯度葡萄糖的制备方法 |
CN105802897A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-07-27 | 江南大学 | 一种d-阿洛酮糖-3-差向异构酶生产菌株及其应用 |
CN106520746A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 山东百龙创园生物科技股份有限公司 | 一种高纯度d‑阿洛酮糖的制备方法 |
CN110036017A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-19 | 株式会社三养社 | 使用再循环制造阿洛酮糖的方法 |
-
2016
- 2016-11-22 CN CN201611026136.5A patent/CN106520863A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101177672A (zh) * | 2007-12-12 | 2008-05-14 | 江南大学 | 微生物转化d-果糖制备d-阿洛酮糖的菌种和方法 |
CN103946379A (zh) * | 2011-07-06 | 2014-07-23 | 松谷化学工业株式会社 | 球形节杆菌生产的酶 |
KR101318422B1 (ko) * | 2013-04-09 | 2013-10-15 | 주식회사 삼양제넥스 | D-사이코스 에피머화 효소, 및 이를 이용하는 사이코스 생산방법 |
KR20140123284A (ko) * | 2013-04-12 | 2014-10-22 | 주식회사한국야쿠르트 | 기능성 희귀당 사이코스의 생산능을 지닌 신규 클로스트리디움 볼티에 유래의 사이코스-3-에피머화 효소 및 이를 이용한 사이코스 생산방법 |
CN105483181A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-13 | 河南飞天农业开发股份有限公司 | 一种高纯度葡萄糖的制备方法 |
CN105802897A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-07-27 | 江南大学 | 一种d-阿洛酮糖-3-差向异构酶生产菌株及其应用 |
CN106520746A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 山东百龙创园生物科技股份有限公司 | 一种高纯度d‑阿洛酮糖的制备方法 |
CN110036017A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-07-19 | 株式会社三养社 | 使用再循环制造阿洛酮糖的方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3553071A4 (en) * | 2016-12-08 | 2020-07-29 | Samyang Corporation | METHOD FOR PREPARING PSICOSIS BY MEANS OF RECYCLING |
US11248015B2 (en) | 2016-12-08 | 2022-02-15 | Samyang Corporation | Method for preparing psicose using recycling |
US11820788B2 (en) * | 2017-06-30 | 2023-11-21 | Samyang Corporation | Method for producing sweetener allulose |
CN112226474A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-01-15 | 保龄宝生物股份有限公司 | 一种d-阿洛酮糖晶体的制备方法 |
CN114032263A (zh) * | 2021-07-21 | 2022-02-11 | 山东福洋生物科技股份有限公司 | 一种生物发酵法生产高纯度阿洛酮糖晶体的方法 |
CN115028667A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-09 | 山东星光首创生物科技有限公司 | 一种低水分活度阿洛酮糖的制备方法及阿洛酮糖 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106520863A (zh) | 一种生物酶转化d‑果糖制备d‑阿洛酮糖的生产工艺 | |
Takeshita et al. | Mass production of D-psicose from D-fructose by a continuous bioreactor system using immobilized D-tagatose 3-epimerase | |
US11358980B2 (en) | Method for efficient production of psicose | |
KR20180065784A (ko) | 재순환을 이용한 사이코스의 제조방법 및 장치 | |
KR102004940B1 (ko) | 감미료 알룰로스를 제조하는 방법 | |
CN103113422B (zh) | 一种用模拟流动床分离精制高纯度l-阿拉伯糖、d-木糖的方法 | |
CN105418694B (zh) | 一种海藻糖的制备方法 | |
Lin et al. | Novel resin-based vacuum distillation-crystallisation method for recovery of succinic acid crystals from fermentation broths | |
Sadaf et al. | Bread waste to lactic acid: Applicability of simultaneous saccharification and solid state fermentation | |
JP2005027541A (ja) | 単糖類及び/又はオリゴ糖類の製造方法及び木質成分の分離方法 | |
CN112226474A (zh) | 一种d-阿洛酮糖晶体的制备方法 | |
Binczarski et al. | Biologically synthesized crude calcium lactate as a substrate for propylene glycol production | |
Haris et al. | Production of lactic acid from date fruit pomace using Lactobacillus casei and the enzyme Cellic CTec2 | |
CN106480006A (zh) | 一种l‑阿拉伯糖异构酶及其应用 | |
US10597688B2 (en) | Method for preparing fermentable sugar from wood-based biomass | |
KR20130110658A (ko) | 재조합 베타-글루코시다제 유전자 유래의 효소와 MPLC 전처리 후 HSCCC를 이용한 진세노사이드 Rg3 제조 방법 | |
JPWO2012081112A1 (ja) | 精製乳酸溶液の製造方法 | |
CN107760726B (zh) | 一种多微生物分步发酵高效制备甘露糖酸的方法 | |
CN101818216B (zh) | 一种精制玉米芯酸解液的方法 | |
CN102199641A (zh) | 从酶解菊芋渣中提取糖的方法 | |
CN112251390A (zh) | 转化含木质素类生物质合成香草醛的基因工程菌及应用 | |
CN101294176B (zh) | 用核糖醇发酵液生物转化制备l-核糖的方法 | |
CN110746469A (zh) | 一种模拟移动床分离异麦芽酮糖母液的方法 | |
Wang et al. | Ethanol fermentation characteristics of thermotolerant Issatchenkia orientalis | |
CN107429218B (zh) | 高效乙醇发酵菌 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170322 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |