CN107974474B - 一种生产d-塔格糖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产D‑塔格糖的方法，是以乳糖为原料，同时加入含固定化β‑半乳糖苷酶、L‑阿拉伯糖异构酶和葡萄糖氧化酶的复合酶制剂，利用其中的β‑半乳糖苷酶水解乳糖为半乳糖和葡萄糖，利用其中的L‑阿拉伯糖异构酶催化半乳糖生成D‑塔格糖以及利用其中的葡萄糖氧化酶氧化副产物葡萄糖为带负电荷的葡萄糖酸，并用离子交换树脂除去葡萄糖酸，实现副产物的去除，得到含D‑塔格糖的转化液。本发明方法工艺简单、操做方便、效率高，可降低D‑塔格糖的生产成本，工业化生产及应用前景广阔。

Description

一种生产D-塔格糖的方法
技术领域
本发明涉及一种生产D-塔格糖的方法，尤其涉及一种以乳糖为原料生产D-塔格糖的方法，属功能性稀有糖制备技术领域。
背景技术
稀有糖是一类重要的碳水化合物，在膳食、保健、医药等领域中发挥着非常重要的功能。根据国际糖协会定义，稀有糖是“在自然界存在但含量极少的一类单糖及其衍生物”，一般具有低热量、低吸收等特点，并且具有多种生理功能。
D-塔格糖(D-Tagatose缩写D-Tag)是一种六碳酮糖，甜度为蔗糖的92％，产生的热量仅为蔗糖的1/3，具有抗氧化、降血糖、防龋齿等生理功效，鉴于D-塔格糖良好的性质，美国食品及药品管理局于2016年对D-塔格糖的安全性进行确认，并正式批准其为GRAS食品，允许应用于食品和保健品以及医药制剂中，开发应用前景极为广阔，是近年来功能糖的研究热点之一。
D-塔格糖可由化学法和生物法两种方法合成，化学合成法是以可溶性碱金属或碱土金属盐为催化剂，在碱性条件下催化D-半乳糖与金属氢氧化物发生异构化反应，生成金属氢氧化物、D-塔格糖复合物沉淀，然后加酸进行中和分离沉淀，得到D-塔格糖。化学合成法存在很多的缺点，如副产物多、环境污染较严重等。目前，生物合成法已成为研究的热点，已报道的有经过脱氢酶催化氧化半乳糖醇得到D-塔格糖，或者通过L-阿拉伯糖异构酶催化D-半乳糖异构化生成D-塔格糖。但半乳糖的原料成本价比较高，以乳糖替代半乳糖作为生产D-塔格糖的原料越来越普遍，成为市场化的选择。以乳糖为原料，乳糖经β-半乳糖苷酶水解产生半乳糖和葡萄糖，其中的半乳糖经过L-阿拉伯糖异构酶催化生成产物D-塔格糖，葡萄糖成为副产物。由于葡萄糖与塔格糖的性质及其接近，使得后期塔格糖产品分离纯化极为困难，且分离纯化的成本高。
经检索，利用成本低廉的乳糖为原料生产D-塔格糖，把乳糖水解副产物葡萄糖用酶法转化为带负电荷的葡萄糖酸并利用离子交换树脂吸附和去除的简便方法未见报道。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、有效、纯生物法生产D-塔格糖的方法。
本发明所述生产D-塔格糖的方法，步骤是：
(1)以乳糖为原料，配制pH为6.5±0.5的乳糖溶液；
(2)以复合固定化酶为固体催化剂并加入制得的乳糖溶液中，在设定的催化条件下催化乳糖溶液，然后离心去除固体催化剂；
(3)向去除固体催化剂的乳糖溶液中加入过量的离子交换树脂，吸附葡萄糖酸，然后过滤除去离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液；
其特征在于：
步骤(1)所述乳糖溶液的浓度为100±5g/L；
步骤(2)所述复合固定化酶是由固定化β-半乳糖苷酶、固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50±5:10±2的比例混合制得；该复合固定化酶加入步骤(1)制得的乳糖溶液中的量按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g或490g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂；
步骤(2)所述设定的催化条件为55±5℃，100rpm，催化时间3-4h；
步骤(2)所述离心去除固体催化剂的条件为10000±1000rpm，5-10min；
步骤(3)所述的离子交换树脂为大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309；
步骤(3)所述吸附葡萄糖酸的条件为55±5℃，100rpm，搅拌3h；
步骤(3)所述过滤除去离子交换树脂使用的滤膜孔径为50±5目。
进一步的，本发明所述生产D-塔格糖的方法优选实施步骤是：
(1)以pH为6.5的10mM的磷酸盐缓冲液配制终浓度为100g/L的乳糖溶液；
(2)将固定化β-半乳糖苷酶、固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50:10的比例混合制备复合固定化酶并将其作为固体催化剂，按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂，在55℃，100rpm条件下反应3h后，以10000rpm，离心5min的条件下离心去除固体催化剂；
(3)按每1L步骤(2)制得的乳糖溶液中添加500g阴离子交换树脂的比例向乳糖溶液中加入大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309，55±5℃，100rpm，搅拌3h，使用孔径为50目的滤膜过滤除去阴离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液。
上述固定化β-半乳糖苷酶或固定化L-阿拉伯糖异构酶可利用如下方法制得，或按市售商品购得。其中液体β-半乳糖苷酶或液体L-阿拉伯糖异构酶购置于中诺生物科技发展江苏有限公司。
上述固定化β-半乳糖苷酶的制备方法是：
(1)按每5g硅胶中添加20mL浓盐酸的比例加入浓盐酸，利用旋转蒸发仪在86℃回流2.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(2)利用25mL蒸馏水，于67℃，100rpm搅拌2h，洗涤步骤(1)得到的硅胶；
(3)步骤(2)得到的硅胶，加入2mL 2％NaOH，于40℃，100rpm搅拌1.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(4)添加25mL活化液(7mL 0.8mol/LNaOH，10mL二甲亚砜，8mL环氧氯丙烷)于步骤(3)得到的硅胶中，40℃，170rpm活化2.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(5)步骤(4)得到的硅胶中加入80mL氨基化溶液(60mL四氢呋喃，20mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷)，利用旋转蒸发仪在60℃回流12h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(6)步骤(5)得到的硅胶中加入30mL 17.5％的氨水，于30℃，160rpm搅拌10h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(7)利用蒸馏水洗涤步骤(6)得到的硅胶；
(8)将步骤(7)制备的硅胶浸渍于3％的戊二醛溶液中，在25℃下，以120rpm速度搅拌，交联处理5h，得到戊二醛交联的硅胶；
(9)用蒸馏水洗涤步骤(8)制备的戊二醛交联的硅胶，洗涤3次，以洗去残留的戊二醛溶液，得到交联地硅胶；
(10)以每1g硅胶加入3mL液体酶的比例，将步骤(9)制备的交联硅胶与β-半乳糖苷酶液体混合，4℃，120rpm固定化10h，得到固定化的β-半乳糖苷酶；
(11)利用pH为5.0的10mM的磷酸盐缓冲液洗涤步骤(10)制备的固定化的硅胶3次，完全去除游离的酶液，即得到固定化β-半乳糖苷酶。
制得的固定化β-半乳糖苷酶4℃保存，备用。
上述固定化L-阿拉伯糖异构酶的制备方法是：
(1)阴离子交换树脂的预处理：将树脂装入内径为3cm的层析柱中，柱床高度为30cm，用纯水进行反复冲洗，直至试样中无可见机械杂质并出水澄清为止；
(2)依次用100mL 1N盐酸溶液、200mL纯水、100mL1 N氢氧化钠溶液和200mL纯水，自上而下通过树脂层，试剂流量为2.0mL/min，纯水流量为10mL/min，在每次转换试剂时，使液面高出树脂层1cm，保证树脂层中无气泡；此操作进行2次；
(3)经步骤(2)处理过的树脂用400mL 1N氢氧化钠溶液通过树脂层，流量为10mL/min，然后用纯水洗涤，直至用酚酞指示液检验流出液为无色时停止洗涤；
(4)将步骤(3)制备的树脂浸渍于3％的戊二醛溶液中，在25℃下，以120rpm速度搅拌，交联处理5h，得到戊二醛交联的树脂；
(5)用蒸馏水洗涤步骤(4)制备的戊二醛交联的树脂，洗涤3次，以洗去残留的戊二醛溶液，得到改性树脂；
(6)以每1g硅胶加入3mL液体酶的比例，将步骤(5)制备的改性硅胶与L-阿拉伯糖异构酶液体混合，4℃，120rpm固定化10h，得到固定化的L-阿拉伯糖异构酶；
(7)利用pH值为8.0的10mM的磷酸盐缓冲液洗涤步骤(6)制备的固定化的树脂3次，完全去除游离的酶液，即得到固体L-阿拉伯糖异构酶。
制得的固体L-阿拉伯糖异构酶4℃保存，备用。
本发明所述生产D-塔格糖的方法中D-塔格糖的分析方法为高效液相色谱法，所用仪器为日本岛津液相色谱仪，检测器为色差检测器，分析柱为Carbomix Pb-NP10:8％(7.8×300mm)，柱温78℃，流动相为ddH2O，流速为0.5mL/min。
本发明利用酶专一性强的酶转化法去除以乳糖为底物的D-塔格糖转化液中副产物葡萄糖的简便方法，其原理是利用固定化β-半乳糖苷酶将乳糖转换化为半乳糖和葡萄糖，利用固定化L-阿拉伯糖异构酶转化半乳糖为D-塔格糖，利用固定化葡萄糖氧化酶转化乳糖水解副产物葡萄糖转化为带负电荷的葡萄糖酸，利用离子交换树脂吸附除去转化液中的葡萄糖酸，此方法操作简单，易于实施。
本发明所用的酶制剂均为固定化酶，可重复使用多次，大大降低了成本，此外，葡萄糖酸也具有商业价值可进一步降低D-塔格糖的综合生产成本。总之，本发明采取以上技术方案，提供了一种成本低、易操作、效率高的D-塔格糖的生产方法，有望实现工业化，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明所述生产D-塔格糖的原理示意图。
图2是复合酶反应液反应0.5h与2h含量对比图。
其中，1是葡萄糖，2是半乳糖。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1固定化β-半乳糖苷酶的制备方法
(1)按每5g硅胶中添加20mL浓盐酸的比例加入浓盐酸，利用旋转蒸发仪在86℃回流2.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(2)利用25mL蒸馏水，于67℃，100rpm搅拌2h，洗涤步骤(1)得到的硅胶；
(3)步骤(2)得到的硅胶，加入2mL 2％NaOH，于40℃，100rpm搅拌1.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(4)添加25mL活化液(7mL 0.8mol/LNaOH，10mL二甲亚砜，8mL环氧氯丙烷)于步骤(3)得到的硅胶中，40℃，170rpm活化2.5h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(5)步骤(4)得到的硅胶中加入80mL氨基化溶液(60mL四氢呋喃，20mL 3-氨丙基三乙氧基硅烷)，利用旋转蒸发仪在60℃回流12h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(6)步骤(5)得到的硅胶中加入30mL 17.5％的氨水，于30℃，160rpm搅拌10h，8000rpm，离心5min除去上清液；
(7)利用蒸馏水洗涤步骤(6)得到的硅胶；
(8)将步骤(7)制备的硅胶浸渍于3％的戊二醛溶液中，在25℃下，以120rpm速度搅拌，交联处理5h，得到戊二醛交联的硅胶；
(9)用蒸馏水洗涤步骤(8)制备的戊二醛交联的硅胶，洗涤3次，以洗去残留的戊二醛溶液，得到交联地硅胶；
(10)以每1g硅胶加入3mL液体酶的比例，将步骤(9)制备的交联硅胶与β-半乳糖苷酶液体混合，4℃，120rpm固定化10h，得到固定化的β-半乳糖苷酶；
(11)利用pH为5.0的10mM的磷酸盐缓冲液洗涤步骤(10)制备的固定化的硅胶3次，完全去除游离的酶液，即得到固定化β-半乳糖苷酶最终产品。
制得的固体β-半乳糖苷酶4℃保存，备用。
实施例2固定化L-阿拉伯糖异构酶的制备方法
(1)阴离子交换树脂的预处理：将树脂装入内径为3cm的层析柱中，柱床高度为30cm，用纯水进行反复冲洗，直至试样中无可见机械杂质并出水澄清为止；
(2)依次用100mL 1N盐酸溶液、200mL纯水、100mL1 N氢氧化钠溶液和200mL纯水，自上而下通过树脂层，试剂流量为2.0mL/min，纯水流量为10mL/min，在每次转换试剂时，使液面高出树脂层1cm，保证树脂层中无气泡；此操作进行2次；
(3)经步骤(2)处理过的树脂用400mL 1N氢氧化钠溶液通过树脂层，流量为10mL/min，然后用纯水洗涤，直至用酚酞指示液检验流出液为无色时停止洗涤；
(4)将步骤(3)制备的树脂浸渍于3％的戊二醛溶液中，在25℃下，以120rpm速度搅拌，交联处理5h，得到戊二醛交联的树脂；
(5)用蒸馏水洗涤步骤(4)制备的戊二醛交联的树脂，洗涤3次，以洗去残留的戊二醛溶液，得到改性树脂；
(6)以每1g硅胶加入3mL液体酶的比例，将步骤(5)制备的改性硅胶与L-阿拉伯糖异构酶液体混合，4℃，120rpm固定化10h，得到固定化的L-阿拉伯糖异构酶；
(7)利用pH值为8.0的10mM的磷酸盐缓冲液洗涤步骤(6)制备的固定化的树脂3次，完全去除游离的酶液，即得到固定化L-阿拉伯糖异构酶最终产品。
制得的固定化L-阿拉伯糖异构酶4℃保存，备用。
实施例3 D-塔格糖转化液的制备方法
(1)以pH为6.5的10mM的磷酸盐缓冲液配制终浓度为100g/L的乳糖溶液；
(2)将固定化β-半乳糖苷酶，固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50:8的比例混合制备复合固定化酶并将其作为固体催化剂，按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂，在55℃，100rpm条件下反应3h后，以10000rpm，离心5min的条件离心去除固体催化剂；
(3)按每1L步骤(2)制得的乳糖溶液中添加500g阴离子交换树脂的比例向乳糖溶液中加入大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309，55℃，100rpm，搅拌3h，使用孔径为50目的滤膜过滤除去阴离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液。
实施例4 D-塔格糖转化液的制备方法
(1)以pH为7.0的10mM的磷酸盐缓冲液配制终浓度为110g/L的乳糖溶液；
(2)将固定化β-半乳糖苷酶，固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:55:10的比例混合制备复合固定化酶并将其作为固体催化剂，按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加490g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂，在50℃，100rpm条件下反应4h后，以10000rpm，离心5min的条件离心去除固体催化剂；
(3)按每1L步骤(2)制得的乳糖溶液中添加500g阴离子交换树脂的比例向乳糖溶液中加入所述阴离子交换树脂，55℃，100rpm，搅拌3h，使用孔径为50目滤膜过滤除去离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液。
实施例5 D-塔格糖转化液的制备方法
(1)以pH为6.0的10mM的磷酸盐缓冲液配制终浓度为90g/L的乳糖溶液；
(2)将固定化β-半乳糖苷酶，固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:45:12的比例混合制备复合固定化酶并将其作为固体催化剂，按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂，在60℃，100rpm条件下反应3h后，以10000rpm，离心5min的条件离心去除固体催化剂；
(3)按每1L步骤(2)制得的乳糖溶液中添加500g阴离子交换树脂的比例向乳糖溶液中加入大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309，55℃，100rpm，搅拌3h，使用孔径为50目的滤膜过滤除去阴离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液。
本发明所述的方法是向乳糖液中加入含固定化β-半乳糖苷酶、L-阿拉伯糖异构酶和β-半乳糖苷酶的复合固定化酶，利用固定化β-半乳糖苷酶的作用水解乳糖为半乳糖和葡萄糖，利用固定化L-阿拉伯糖异构酶转化半乳糖为D-塔格糖，利用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖为葡萄糖酸，再用离子交换树脂吸附除去葡萄糖酸，得到去除副产物的D-塔格糖。本发明所述的方法利用复合固定化酶制剂一次性催化反应，并利用过量的离子交换树脂吸附去除副产物葡萄糖的转化产物葡萄糖酸，成本较低，易于操作，可实现工业化，具有巨大的应用价值。

Claims (2)

1.一种生产D-塔格糖的方法，步骤是：
(1)以乳糖为原料，配制pH为6.5±0.5的乳糖溶液；
(2)以复合固定化酶为固体催化剂并加入制得的乳糖溶液中，在设定的催化条件下催化乳糖溶液，然后离心去除固体催化剂；
(3)向去除固体催化剂的乳糖溶液中加入过量的离子交换树脂，吸附葡萄糖酸，然后过滤除去离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液；
其特征在于：
步骤(1)所述乳糖溶液的浓度为100±5g/L；
步骤(2)所述复合固定化酶是由固定化β-半乳糖苷酶、固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50±5:10±2的比例混合制得；该复合固定化酶加入步骤(1)制得的乳糖溶液中的量按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g或490g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂；
步骤(2)所述设定的催化条件为55±5℃，100rpm，催化时间3-4h；
步骤(2)所述离心去除固体催化剂的条件为10000±1000rpm，5-10min；
步骤(3)所述的离子交换树脂为大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309；
步骤(3)所述吸附葡萄糖酸的条件为55±5℃，100rpm，搅拌3h；
步骤(3)所述过滤除去离子交换树脂使用的滤膜孔径为50±5目。
2.如权利要求1所述生产D-塔格糖的方法，步骤是：
(1)以pH为6.5的10mM的磷酸盐缓冲液配制终浓度为100g/L的乳糖溶液；
(2)将固定化β-半乳糖苷酶、固定化葡萄糖氧化酶和固定化L-阿拉伯糖异构酶按重量比1:50:10的比例混合制备复合固定化酶并将其作为固体催化剂，按每1L步骤(1)制得的乳糖溶液中添加500g催化剂的比例向乳糖溶液中加入所述固体催化剂，在55℃，100rpm条件下反应3h后，以10000rpm，离心5min的条件下离心去除固体催化剂；
(3)按每1L步骤(2)制得的乳糖溶液中添加500g阴离子交换树脂的比例向乳糖溶液中加入大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂D309，55±5℃，100rpm，搅拌3h，使用孔径为50目的滤膜过滤除去阴离子交换树脂，得到含D-塔格糖的转化液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958941A (zh) * 2022-07-04 2022-08-30 青岛龙鼎生物技术有限公司 一种酶催化乳糖联产d-半乳糖和葡萄糖酸或葡萄糖酸盐的方法
CN115161310A (zh) * 2022-08-19 2022-10-11 大连工业大学 一种d-半乳糖异构催化剂及其制备和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008617A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-30 Arla Foods Amba Process for manufacturing of tagatose
CN102876752A (zh) * 2012-09-07 2013-01-16 山东绿健生物技术有限公司 一种结晶塔格糖的生产方法
CN106399427A (zh) * 2016-11-01 2017-02-15 中国科学院天津工业生物技术研究所 塔格糖的制备方法
CN106480125A (zh) * 2016-10-14 2017-03-08 山东大学 一种低成本生产d‑阿洛酮糖的方法
CN106591384A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 浙江华康药业股份有限公司 一种木糖母液的综合处理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9150938B2 (en) * 2013-06-12 2015-10-06 Orochem Technologies, Inc. Tagatose production from deproteinized whey and purification by continuous chromatography

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008617A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-30 Arla Foods Amba Process for manufacturing of tagatose
CN102876752A (zh) * 2012-09-07 2013-01-16 山东绿健生物技术有限公司 一种结晶塔格糖的生产方法
CN106480125A (zh) * 2016-10-14 2017-03-08 山东大学 一种低成本生产d‑阿洛酮糖的方法
CN106399427A (zh) * 2016-11-01 2017-02-15 中国科学院天津工业生物技术研究所 塔格糖的制备方法
CN106591384A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 浙江华康药业股份有限公司 一种木糖母液的综合处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OD氧化葡萄糖酸的离子交换分离工艺研究;周桢 等;《化学研究与应用》;20100615;第22卷(第6期);第805-808页 *
Synthesis of Lactose-Derived Nutraceuticals from Dairy Waste Whey—a Review;Nath A. 等;《Food Bioprocess Technol》;20150911;第9卷;第16-48页 *

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