DE10036068C2 - Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose - Google Patents

Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose

Info

Publication number
DE10036068C2
DE10036068C2 DE2000136068 DE10036068A DE10036068C2 DE 10036068 C2 DE10036068 C2 DE 10036068C2 DE 2000136068 DE2000136068 DE 2000136068 DE 10036068 A DE10036068 A DE 10036068A DE 10036068 C2 DE10036068 C2 DE 10036068C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polyol
red algae
tagatose
dehydrogenase
extract
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.)
Withdrawn - After Issue
Application number
DE2000136068
Other languages
German (de)
Other versions
DE10036068A1 (en
Inventor
Wolfgang Gros
Robert Stein
Bert Kuehl
Bernd Schlagheck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOVABIOTEC DR FECHTER GmbH
Original Assignee
NOVABIOTEC DR FECHTER GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NOVABIOTEC DR FECHTER GmbH filed Critical NOVABIOTEC DR FECHTER GmbH
Priority to DE2000136068 priority Critical patent/DE10036068C2/en
Priority to PCT/EP2001/008184 priority patent/WO2002006506A1/en
Priority to AU2002222942A priority patent/AU2002222942A1/en
Publication of DE10036068A1 publication Critical patent/DE10036068A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10036068C2 publication Critical patent/DE10036068C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02Monosaccharides

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)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die rein enzymatische Herstellung von in der Natur selten vorkommenden und chemisch nur durch aufwendige und kostenintensive Verfahren herstellbare Monosaccharide wie beispielsweise Tagatose, Fuculose und Xylulose. Es wurde gefunden, dass diese Monosaccharide enzymatisch in guter Reinheit hergestellt werden können, indem ein dem herzustellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol oder ein Pflanzen-, Gemüse- oder Früchteextrakt, der ein dem herzustellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol enthält, mit Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen und NAD inkubiert wird und das entstehende Monosaccharid isoliert wird. Möglich wird diese enzymatische Herstellung durch die Verwendung von Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen, speziell aus der thermo- und acidophilen Rotalge Galdieria sulphuraria.The invention relates to the purely enzymatic production of monosaccharides which are rare in nature and can only be chemically produced by complex and expensive processes, such as, for example, tagatose, fuculose and xylulose. It has been found that these monosaccharides can be produced enzymatically in good purity by using a polyol corresponding to the monosaccharide to be produced or a plant, vegetable or fruit extract which contains a polyol corresponding to the monosaccharide to be prepared, with polyol dehydrogenase from extremophilic red algae and NAD is incubated and the resulting monosaccharide is isolated. This enzymatic production is made possible by the use of polyol dehydrogenase from extremophilic red algae, especially from the thermo- and acidophilic red algae Galdieria sulphuraria.

Description

Die Erfindung betrifft die rein enzymatische Herstellung von in der Natur selten vorkommenden und chemisch nur durch aufwendige und kostenintensive Verfahren herstellbare Monosaccharide wie beispielsweise Tagatose, Fuculose und Xylulose. Es wurde gefunden, dass diese Monosaccharide enzymatisch in guter Reinheit hergestellt werden können, indem ein dem herzustellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol oder ein Pflanzen-, Gemüse- oder Früchteextrakt, der ein dem herzustellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol enthält, mit Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rot­ algen und NAD inkubiert wird und das entstehende Mono­ saccharid isoliert wird. Möglich wird diese enzymatische Herstellung durch die Verwendung von Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen, speziell aus der thermo- und acidophilen Rotalge Galdieria sulphuraria.The invention relates to purely enzymatic production of those that are rare in nature and only chemically elaborate and cost-intensive processes that can be produced Monosaccharides such as Tagatose, Fuculose and Xylulose. It was found that these monosaccharides can be produced enzymatically in good purity, by a corresponding to the monosaccharide to be produced Polyol or a plant, vegetable or fruit extract which a polyol corresponding to the monosaccharide to be produced contains, with polyol dehydrogenase from extremophile red algae and NAD is incubated and the resulting mono saccharide is isolated. This becomes enzymatic Manufactured using polyol dehydrogenase from extremophilic red algae, especially from thermo- and acidophilic red algae Galdieria sulphuraria.

D-Tagatose, Fuculose und Xylulose sind in der Natur selten vorkommende Zucker, die in der Lebensmittelindustrie als Füllstoff, als Süßstoff ohne Kalorien oder auch in diä­ tischen Lebensmitteln eingesetzt werden. Auch bei höheren Temperaturen, wie sie z. B. beim Backen auftreten, sind diese Substanzen stabil und bekommen wie Zucker eine braune Färbung. D-Tagatose, Fuculose and Xylulose are rare in nature occurring sugars that are used in the food industry Filler, as a sweetener without calories or in diet table foods are used. Even with higher ones Temperatures such as B. occur during baking these substances are stable and turn brown like sugar Coloring.  

Daneben ist von D-Tagatose bekannt, dass sie den Geschmack verstärken und das Wachstum von gesundheitsfördernden Bakterien im menschlichen Darmtrakt unterstützen soll (WO 99/43217, WO 99/34689, US 4,786,722.In addition, D-Tagatose is known to have a taste amplify and grow health-promoting To support bacteria in the human intestinal tract (WO 99/43217, WO 99/34689, US 4,786,722.

Bisher werden diese seltenen Monosaccharide durch aufwendige, kostenintensive chemische Herstellungsverfahren erzeugt. So sind u. a. große Wasser- und Säuremengen nötig. US 5,078,796 beschreibt beispielsweise die Herstellung der D-Tagatose durch die Isomerisierung einer Mischung aus D- Galactose, Metallhydroxid, z. B. Ca(OH)2 und Katalysator (anorganische Salze wie z. B. CaCl2) bei niedrigen Tempe­ raturen zu einer intermediären Metallhydroxid-D-Tagatose- Verbindung und anschließende Neutralisierung mit Säure. Das Reaktionsgemisch wird deionisiert, mit Alkohol versetzt und die Tagatose kristallisiert. Molke, deproteinisierte Molke oder Lactose sind mögliche Ausgangsstoffe. D-Galactose wird durch saure oder enzymatische Hydrolyse aus der Lactose freigesetzt. Die chemischen Produktionsmethoden sind nicht nur aufwendig und kostenintensiv, sondern sie sind für die Produktion im industriellen Maßstab auch unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes nicht zufriedenstellend.So far, these rare monosaccharides have been produced by complex, costly chemical manufacturing processes. So large amounts of water and acid are necessary. No. 5,078,796 describes, for example, the preparation of the D-tagatose by the isomerization of a mixture of D-galactose, metal hydroxide, e.g. B. Ca (OH) 2 and catalyst (inorganic salts such as CaCl 2 ) at low temperatures to an intermediate metal hydroxide D-tagatose compound and subsequent neutralization with acid. The reaction mixture is deionized, alcohol is added and the tagatose is crystallized. Whey, deproteinized whey or lactose are possible starting materials. D-galactose is released from the lactose by acidic or enzymatic hydrolysis. The chemical production methods are not only complex and costly, but they are also unsatisfactory for production on an industrial scale from the point of view of environmental protection.

Von D-Tagatose ist bekannt, dass sie auch mikrobiell hergestellt werden kann. Einige Bakterien sind in der Lage, D-Tagatose zu bilden, wenn sie Dulcitol als externe Kohlenstoffquelle vorfinden. So produziert eine Arthro­ bacter globiformis Kultur unter entsprechenden Anzuchts­ bedingungen D-Tagatose innerhalb von ca. 15 Tagen, wenn dem Medium Dulcitol zugesetzt wird (JP 60/248196). Die hohen Kosten, die lange Dauer und die Kontaminationsanfälligkeit der Fermentation machen ein solches Verfahren zur industriellen Herstellung von D-Tagatose ungünstig. D-Tagatose is known to be microbial as well can be manufactured. Some bacteria are able to D-Tagatose form when they use dulcitol as external Find carbon source. This is how an arthro produces bacter globiformis culture under appropriate cultivation conditions D-Tagatose within approx. 15 days if the Medium dulcitol is added (JP 60/248196). The high Costs, the long duration and the susceptibility to contamination fermentation make such a process industrial production of D-Tagatose unfavorable.  

Aus Phytochemistry (1997), Stein et al., ist bekannt, dass eine Dehydrogenase (EC 1.1.1.18) aus roten Algen isoliert werden kann. Dieses Enzym katalysiert die reversible Oxidation von Inositol zu Inosose.It is known from Phytochemistry (1997), Stein et al. That a dehydrogenase (EC 1.1.1.18) isolated from red algae can be. This enzyme catalyzes the reversible Oxidation of inositol to inososis.

In Plant Physiology (1997) beschreiben Gross et al., dass die Rotalge Galdieria sulphuraria in er Lage ist, verschiedenen Pentosen zu verstoffwechseln und auf diesen zu wachsen. Die Pentosen werden in den Rotalgen durch ein Enzym reduziert, das ein Molekulargewicht von ungefähr 80 kDa aufweist.In Plant Physiology (1997) Gross et al. Describe that the red alga Galdieria sulfuraria is able to metabolize different pentoses and on them to grow. The pentoses are in the red algae by a Reduced enzyme that has a molecular weight of approximately 80 kDa having.

Gross und Schnarrenberger offenbaren (Plant and Cell Physiology, 1995), dass die Rotalge Galdieria sulphuraria verschiedene Zucker und Zuckeralkohole als Kohlenstoffquelle nutzen kann. Die einzelnen Stämme der Rotalgen weisen hierbei - je nach äußeren Bedingungen - eine große Variabilität auf. Diese Vielseitigkeit der einzelnen Stämmem macht die Rotalge G. sulphuraria zu einem idealen System, um den Metabolismus von ausgewählten Zuckern und Zuckeralkoholen zu studieren.Gross and Schnarrenberger disclose (Plant and Cell Physiology, 1995) that the red alga Galdieria sulfuraria various sugars and sugar alcohols as Can use carbon source. The individual tribes of the Red algae show - depending on the external conditions - a great variability. This versatility of The red alga G. sulphuraria becomes one in individual strains ideal system to select the metabolism of Studying sugars and sugar alcohols.

Es ist weiterhin bekannt (European Journal of Phycology, 1999, Oesterhelt et al.), dass sich die Aufnahmesysteme in Galdieria sulphuraria für die verschiedenen Zucker in ihrer Substratspezifität teilweise überlappen. Die einzelnen Zuckertransporter können in Hexose-, Polyol- und Pentose- Transporter unterteilt werden. Durch Co-Induktion von verschiedenen Transportern sind die Rotalgen in der Lage, ein weites Spektrum an organischen Kohlenstoffen aufzunehmen, insbesondere um in Phasen der begrenzten Lichtzufuhr zu überleben. It is also known (European Journal of Phycology, 1999, Oesterhelt et al.) That the recording systems in Galdieria sulphuraria for the different sugars in her Partially overlap substrate specificity. The single ones Sugar transporters can be found in hexose, polyol and pentose Transporters can be divided. By co-induction of various transporters, the red algae are able to a wide range of organic carbons to record, especially in phases of limited Survive light supply.  

In der US-Patentschrift 4,467,033 wird ein Verfahren zur Oxidation von L-Sorbitol zu L-Fructose beschrieben, wobei mutierte Pseudomonas-Stämme als zuckerumsetzende Mikroorganismen eingesetzt werden. Der Mikroorganismus besitzt u. a. eine D-Iditol Dehydrogenase, die zur Oxidation von L-Sorbitol befähigt ist.U.S. Patent 4,467,033 discloses a method of Oxidation of L-sorbitol to L-fructose is described, whereby mutant Pseudomonas strains as sugar-converting Microorganisms are used. The microorganism owns u. a. a D-iditol dehydrogenase that is used for oxidation is capable of L-sorbitol.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik (Derwent Abstr. 1999 - 61 37 85/53) bekannt, dass Mikroorganismen der taxonomischen Gruppen: Achromobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Azotobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Micrococcus, Morganella, Nocardia, Planococcus, Proteus, Propionibacterium, Pseudomonas, Rhodococcus, Sporosarcina, Staphylococcus und Vibrio in der Lage sind, D-Arabitol zu D-Xylulose umzuwandeln. Die entstehende D-Xylulose kann als Ausgangsstoff für die Herstellung von diätischen Süßstoffen eingesetzt werden.Furthermore, from the prior art (Derwent Abstr. 1999 - 61 37 85/53) announced that microorganisms of the taxonomic groups: Achromobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Azotobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Micrococcus, morganella, nocardia, planococcus, proteus, Propionibacterium, Pseudomonas, Rhodococcus, Sporosarcina, Staphylococcus and Vibrio are able to use D-Arabitol Convert D-xylulose. The resulting D-xylulose can be used as Starting material for the production of dietary sweeteners be used.

Bekannt ist weiterhin (Derwent Abstr. 1994 - 00 21 77/01 und Derwent Abstr. 1993 - 13 95 76/17), Zucker, wie beispielsweise L-Tagatose bzw. L-Xylulose mit Hilfe von Alcaligenes denitrificans und Klebsiella spec. u. a. aus billigen Zuckeralkoholen herzustellen. Die Mikroorganismen werden hierfür in einem Medium kultiviert, welches Kaliumhydrogenphosphate, Magnesiumsulfat, Hefeextrakt und Sorbose bzw. Xylitol umfasst.It is also known (Derwent Abstr. 1994 - 00 21 77/01 and Derwent Abstr. 1993 - 13 95 76/17), sugar, like for example L-Tagatose or L-xylulose with the help of Alcaligenes denitrificans and Klebsiella spec. u. a. out to produce cheap sugar alcohols. The microorganisms are cultivated for this in a medium which Potassium hydrogen phosphate, magnesium sulfate, yeast extract and Sorbose or xylitol comprises.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Herstellungsverfahren für seltene Monosaccharide, insbesondere für D-Tagatose, Fuculose und Xylulose, zu entwickeln, das einfach durchführbar und zur industriellen Herstellung geeignet ist, eine hohe Produktreinheit gewährleistet und kein Recyclen von umweltschädlichen Stoffen erfordert.The object of the invention was to provide a manufacturing method for rare monosaccharides, especially for D-Tagatose, Fuculose and xylulose, to develop that easy feasible and suitable for industrial production is guaranteed high product purity and none Recycling of environmentally harmful substances is required.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein enzymatisches Herstellungsverfahren gelöst, bei dem ein dem herzu­ stellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol oder ein Pflanzen-, Gemüse- oder Früchteextrakt, der ein dem herzu­ stellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol enthält, mit Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen und NAD inkubiert wird und das entstehende Monosaccharid isoliert wird. Je nach gewünschtem Monosaccharid werden so zur Herstellung von Fuculose Fucitol als Ausgangsstoff ein­ gesetzt, zur Herstellung von Xylulose Arabitol oder Xylitol oder Früchte- oder Gemüseextrakte, die diese enthalten, und zur Herstellung von Tagatose Dulcitol oder ein Dulcitol- haltiger Pflanzenextrakt.The object of the invention is achieved by an enzymatic Solved manufacturing process, in which one adjusting monosaccharide corresponding polyol or Plant, vegetable or fruit extract, the one for that containing corresponding monosaccharide polyol, with Polyol dehydrogenase from extremophilic red algae and NAD is incubated and the resulting monosaccharide is isolated becomes. Depending on the desired monosaccharide Production of Fuculose Fucitol as a starting material set, for the production of xylulose arabitol or xylitol or fruit or vegetable extracts containing them, and for the production of Tagatose dulcitol or a dulcitol plant extract.

Dulcitol, Fucitol, Arabitol oder Xylitol selbst können wiederum mittels einer Aldose-Reductase aus extremophilen Rotalgen und NADPH durch Reduktion aus Galactose, Fucose, Arabinose oder Xylose erzeugt werden. Galactose muß, da sie praktisch nicht in freier Form in der Natur vorkommt, aus Galactosiden (Galactose-haltige Oligosaccharide) gewonnen werden. Die in den Galactosiden enthaltene Galactose kann durch den Einsatz von Galactosidasen freigesetzt werden (vgl. Abb. 1).Dulcitol, fucitol, arabitol or xylitol itself can in turn be produced from extremophilic red algae and NADPH by reduction from galactose, fucose, arabinose or xylose using an aldose reductase. Since it is practically not found in nature in free form, galactose must be obtained from galactosides (galactose-containing oligosaccharides). The galactose contained in the galactosides can be released through the use of galactosidases (see Fig. 1).

Neu an dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber bisher bekannten Vorgehensweisen ist, daß die Herstellung der seltenen Monosaccharide nicht wie bisher mittels chemischer Verfahren erfolgt, sondern allein auf Umsetzungsreaktionen von Enzymen basiert. Möglich wird dies durch die Verwendung neuartiger Enzyme aus extremophilen Algen, speziell aus Galdieria sulphuraria aus der Gruppe der Rhodophyceen.What is new about the method according to the invention compared with previously known procedures is that the manufacture of the rare monosaccharides not by chemical means as before Process takes place, but solely on implementation reactions based on enzymes. This is made possible by the use  novel enzymes from extremophilic algae, especially from Galdieria sulphuraria from the Rhodophyceen group.

Zur Herstellung der seltenen Monosaccharide, insbesondere von Tagatose können erfindungsgemäß auch Galactoside oder ein Galactosid-haltiger Pflanzenextrakt mit Galactosidase, Aldose-Reduktase und Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen, NADPH und NAD inkubiert und das gewünschte Monosaccharid, z. B. die Tagatose, isoliert und kristal­ lisiert werden. Galactoside sind in der Natur weit verbreitet und kommen z. B. in Leguminosen, vorzugsweise in Soja, Kohl, Zuckerrüben, Ulmaceen oder Knollenziest vor. Stachyose, ein Galactosid aus 2 Galactose-, einer Glucose und einer Fructose-Einheit, und Raffinose (D-Galactose, D- Glucose und D-Fructose) kommen z. B. in Ulmaceen als wichtigste Transportform neben Saccharose vor. Soja oder generell Leguminosensamen enthalten ebenfalls neben Saccharose und Verbascose vor allem viel Stachyose und Raffinose. So enthalten reife Sojabohnen wenig Stärke, dagegen aber 4.1% Stachyose und zusätzlich 1.4% Raffinose. Auch Kohl weist einen hohen Gehalt an Oligosacchariden wie Stachyose und Raffinose auf, ebenso Zuckerrüben. Die bei der Zuckergewinnung aus Zuckerrüben entstehende Melasse hat einen Raffinose-Gehalt von ca. 3%. Spitzenreiter ist Stachys sieboldii Miq. (Knollenziest, Lamiaceae), der 14-­ 18% Stachyose enthält. Als Ausgangsstoff für Galactose kann ebenso Floridisid bzw. Isofloridosid aus Rotalgen einge­ setzt werden.For the production of the rare monosaccharides, in particular Tagatose can also be used according to the invention galactosides or a galactoside-containing plant extract with galactosidase, Aldose reductase and polyol dehydrogenase from extremophiles Red algae, NADPH and NAD are incubated and the desired one Monosaccharide, e.g. B. the Tagatose, isolated and crystalline be lized. Galactosides are wide in nature spread and come z. B. in legumes, preferably in Soy, cabbage, sugar beet, ulmaceae or tuber. Stachyose, a galactoside from 2 galactose, one glucose and a fructose unit, and raffinose (D-galactose, D- Glucose and D-fructose) come e.g. B. in Ulmaceen as most important form of transport besides sucrose. Soy or Generally legume seeds also contain Sucrose and verbascose especially a lot of stachyose and Raffinose. So ripe soybeans contain little starch, however, 4.1% stachyose and an additional 1.4% raffinose. Cabbage also has a high content of oligosaccharides such as Stachyose and raffinose, as well as sugar beet. The at the sugar production from sugar beet has molasses a raffinose content of approx. 3%. Is the leader Stachys Sieboldii Miq. (Nodule, Lamiaceae), the 14- Contains 18% stachyosis. As a starting material for galactose can also floridiside or isofloridoside from red algae be set.

Erfindungsgemäß können im Verfahren zur Herstellung der seltenen Monosaccharide, insbesondere der Tagatose, als Ausgangsstoffe entweder der Galactosid-haltige Pflanzenex­ trakt, der nach üblichen Methoden gewonnen wird, oder die Galactoside selbst (z. B. Raffinose, Stachyose oder Melibiose) eingesetzt werden. Um die Galactoside zu extrahieren, können die Pflanzen mit Wasser nach konven­ tionellen Methoden aufgeschlossen werden.According to the invention, the process for producing the rare monosaccharides, especially Tagatose, as Starting materials are either the plant ex containing galactoside tract, which is obtained by usual methods, or the Galactoside itself (e.g. raffinose, stachyose or Melibiosis) can be used. To the galactoside too  extract, the plants with water after konven tional methods.

Die in den Galactosiden enthaltene Galactose wird durch Galactosidase freigesetzt. Erfindungsgemäß kann kommerziell erhältliche Galactosidase eingesetzt werden. Es ist auch möglich, Galactosidase aus unterschiedlichen Organismen aufzureinigen. Melone (Citrullus battich und Cucumis melo) Aspergillus niger, Bifidobacterium adolescentis, Mortierel­ la vinacea, Phanerochaete chrysosporium, Thermotoga neapolitana, Pyrococcus furiosus, Penicillium spec., Kaffeebohnen, Phaseolus vulgaris, Aspergillus nidulans, Bacillus stearothermus, Klebsiella spec., Aspergillus ficuum, Aspergillus tamarii, Saccharum officinarum sind mögliche Quellen für Galactosidase. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt wird Galactosidase aus thermo- und acidophilen einzelligen Rotalgen eingesetzt.The galactose contained in the galactosides is by Galactosidase released. According to the invention can be commercial available galactosidase can be used. It is also possible, galactosidase from different organisms purify. Melon (Citrullus battich and Cucumis melo) Aspergillus niger, Bifidobacterium adolescentis, Mortierel la vinacea, Phanerochaete chrysosporium, thermotoga neapolitana, Pyrococcus furiosus, Penicillium spec., Coffee beans, Phaseolus vulgaris, Aspergillus nidulans, Bacillus stearothermus, Klebsiella spec., Aspergillus ficuum, Aspergillus tamarii, Saccharum officinarum possible sources for galactosidase. According to the invention galactosidase from thermo- and acidophilic unicellular red algae are used.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Tagatose in einem ersten Schritt durch Galactosidase freigesetzte Galactose wird von den erfindungsgemäßen Aldose-Reduktasen aus extremophilen Rotalgen zu Dulcitol umgesetzt, das von den erfindungsgemäßen Polyol-Dehydro­ genasen aus extremophilen Rotalgen zu Tagatose verwertet wird.The in the inventive method for producing the Tagatose in a first step by galactosidase released galactose is from the invention Aldose reductases from extremophilic red algae to dulcitol implemented by the polyol dehydro according to the invention recovered from extremophilic red algae to Tagatose becomes.

Andere Monosaccharide wie Fuculose oder Xylulose werden hergestellt, indem Fucitol oder Arabitol bzw. Xylitol oder Pflanzen-, Gemüse- oder Früchteextrakte, die diese ent­ halten, mit Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen und NAD inkubiert und die Zucker nachfolgend gereinigt werden. Arabitol und Xylitol kommen natürlich in vielen Früchten und Gemüsen vor, so Xylitol z. B. in Erdbeeren, Pflaumen oder Birnen, Arabitol z. B. in Wein oder Avocado vor. Fucitol kann nach konventionellen Methoden aus der Fucose der Alge Fucus vesiculosis hergestellt werden.Other monosaccharides such as fuculose or xylulose will be produced by fucitol or arabitol or xylitol or Plant, vegetable or fruit extracts that ent hold with polyol dehydrogenase from extremophilic red algae and NAD incubated and the sugars subsequently cleaned become. Arabitol and xylitol, of course, come in many Fruits and vegetables, so Xylitol z. B. in strawberries, Plums or pears, Arabitol z. B. in wine or avocado  in front. Fucitol can be extracted from the Fucose of the alga Fucus vesiculosis can be produced.

Erfindungsgemäß werden 1 bis 40 g lyophilisierter Pflanzen­ extrakt in 50 ml Puffer gelöst. Je Galactosidase, Aldosere­ ductase und Polyol-Dehydrogenase sind 1 bis 1.000 U bei Anwesenheit von 0,1 bis 10 mM NADPH und NAD und einem pH- Wert von 5 bis 9 zu inkubieren. Die Inkubation kann bei Temperaturen von 10 bis 50°C über 1 bis 24 h erfolgen.According to the invention, 1 to 40 g of lyophilized plants extract dissolved in 50 ml buffer. Ever galactosidase, aldosere ductase and polyol dehydrogenase are 1 to 1,000 U at Presence of 0.1 to 10 mM NADPH and NAD and a pH Incubate value from 5 to 9. Incubation can occur at Temperatures of 10 to 50 ° C take place over 1 to 24 h.

Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Prozesse mit diesen Enzymen, nämlich der Galactosidase, Aldose- Reduktase und der Polyol-Dehydrogenase aus der thermo- und acidophilen Rotalge Galdieria sulphuraria besonders vorteilhaft laufen und reine Monosaccharide entstehen. Ganz besonders bevorzugt werden die Enzyme aus dem Stamm MSh von Galdieria sulphuraria, hinterlegt am 12. Juli 2000 unter der Hinterlegungsnummer 1372/1 bei der CCAP in Großbritannien, eingesetzt. Die Hinterlegung bei dieser Hinterlegungsstelle genügt den Anforderungen des Budapester Vertrages.It has been shown that the processes according to the invention with these enzymes, namely galactosidase, aldose Reductase and the polyol dehydrogenase from the thermo- and acidophilic red algae Galdieria sulphuraria especially run advantageously and pure monosaccharides are formed. All the enzymes from the MSh strain of Galdieria sulphuraria, deposited on July 12, 2000 under the deposit number 1372/1 with the CCAP in Great Britain. The deposit with this The depository meets the requirements of the Budapest Contract.

Die Isolierung, Reinigung und Aktivitätsbestimmung der Enzyme kann nach konventionellen Methoden erfolgen und ist in den Beispielen näher beschrieben. Ganz besonders bevor­ zugt wird erfindungsgemäß L-Idit- oder L-Fucit-Dehydro­ genase als Polyol-DH isoliert und eingesetzt.Isolation, cleaning and activity determination of the Enzymes can and are made using conventional methods described in more detail in the examples. Especially before According to the invention, L-iditol or L-fucitol dehydro is added genase isolated and used as a polyol DH.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Tagatose aus Galactosiden oder Galactosid-haltigem Pflanzenextrakt erfolgt die Inkubation mit den drei Enzymen bei 10-50°C, bevorzugt bei ca. 20°C für 1 bis 24 Stunden, bevorzugt für 5-13 Stunden, besonders bevorzugt für 9 Stunden.In the process according to the invention for the production of tagatose from galactosides or galactoside-containing plant extract the three enzymes are incubated at 10-50 ° C, preferably at about 20 ° C for 1 to 24 hours, preferably for 5-13 hours, particularly preferably for 9 hours.

Eine gute Ausbeute wird erfindungsgemäß erzielt, wenn z. B. 1 Gew. Teil lyophilisierter Galactosid-haltiger Pflanzenextrakt mit je 1-100 U, bevorzugt mit 5-20 U, besonders bevorzugt mit ca. 10 U Galactosidase, Aldose-Reduktase und Polyol-Dehydrogenase versetzt wird.A good yield is achieved according to the invention if, for. B. 1 part by weight of lyophilized galactoside-containing plant extract  each with 1-100 U, preferably with 5-20 U, particularly preferably with about 10 U galactosidase, aldose reductase and Polyol dehydrogenase is added.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, mit Galactose oder Dulcitol zu starten (vgl. Abb. 1), letzteres speziell aus Rotalgen oder den Celstraceen, dort wiederum bevorzugt aus Euonymus europaea. Dulcitol als direkter Ausgangsstoff für die Synthese kommt nur in wenigen Pflanzen in nennenswertem Umfang vor, wie dem Pfaffenhütchen und einigen Rotalgen. Die Extraktion von Dulcitol kann mit konventionellen Methoden vorgenommen werden.It is also possible according to the invention to start with galactose or dulcitol (cf. Fig. 1), the latter specifically from red algae or the celstraceae, there again preferably from Euonymus europaea. Dulcitol as a direct starting material for synthesis occurs only to a significant extent in a few plants, such as the Pfaffenhütchen and some red algae. Dulcitol can be extracted using conventional methods.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für seltene Monosaccharide, insbesondere für Tagatose, hat gegenüber den chemischen Verfahren des Standes der Technik den Vorteil, dass Enzyme als Biokatalysatoren aus den von ihnen geförderten Reaktionen wieder unverändert hervorgehen und weder entsorgt, noch aufwendig recycelt werden müssen. Darüberhinaus gewährleisten sie durch ihre Spezifität eine hohe Produktreinheit, die bei Tagatose < 98% beträgt.The manufacturing method for rare Monosaccharides, especially for Tagatose, have opposite the chemical processes of the prior art Advantage of having enzymes as biocatalysts from them promoted reactions emerge unchanged and neither disposed of nor laboriously recycled. In addition, their specificity ensures that high product purity, which is <98% for Tagatose.

Die erfindungsgemäß erhaltene Tagatose eignet sich in besonderem Maße als Glasur für Back- und Genussmittel wie Pralinen, Petit Four oder auch Kuchen.The Tagatose obtained according to the invention is suitable in especially as a glaze for bakery and luxury items such as Chocolates, petit four or cake.

Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert: The invention is illustrated below using exemplary embodiments explained in more detail:  

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1 Herstellung von TagatoseProduction of Tagatose

Um Dulcitol oder Galactoside zu extrahieren, können die Pflanzen mit Wasser nach konventionellen Methoden aufge­ schlossen werden (z. B. Kugelmühle oder Presse). Die Proben werden deproteinisiert, die wasserlöslichen Galactoside wahlweise durch HPLC an Rezex RSO-Oligosaccharid ange­ reichert, lyophilisiert und in Reaktionspuffer für die enzymatische Umsetzung aufgenommen.To extract dulcitol or galactoside, the Planted with water using conventional methods be closed (e.g. ball mill or press). Samples are deproteinized, the water-soluble galactosides optionally by HPLC on Rezex RSO oligosaccharide enriched, lyophilized and in reaction buffer for the enzymatic conversion added.

Anzucht von Galdieria sulphurariaCultivation of Galdieria sulfuraria

Stamm MSh von Galdieria sulphuraria wurde autotroph in mit auf 5% CO2 angereicherter Luft belüfteten Kulturröhren bei 20°C in mineralischem Medium im Dauerlicht (80 µEm-2s-1; L40 W/30-1 Osram) steril angezogen.Strain MSh from Galdieria sulfuraria was grown autotrophically in culture tubes aerated with 5% CO 2 enriched air at 20 ° C in a mineral medium in continuous light (80 µEm -2 s -1 ; L40 W / 30-1 Osram).

Enzymeenzymes

Nach Anzucht der Organismen gemäß konventionellen Methoden wird das jeweilige Enzym aus der Kultur isoliert (s. u.). Das betreffende Enzym kann mit konventionellen Methoden aus den Zellen extrahiert werden. So können Zell-Homogenate durch 2 oder mehrere Techniken wie Ammoniumsulfat-Fällung, hydrophobe Interaktions-Chromatographie, Ionenaustausch- Chromatographie und Gelfiltration gereinigt werden, um Enzym-Präparationen zu erhalten, die nur noch eine elektro­ phoretisch detektierbare Bande aufweisen oder das Enzym in dem nötigen Reinheitsgrad enthalten. Präparationen der Enzyme können durch Anwendung konventioneller Methoden wie z. B. adsorptive, ionische, kovalente Bindung oder Matrix­ einhüllung immobilisiert werden. Diese Produkte können dann wiederholt im Batch-Verfahren oder kontinuierlich nach Einfüllen in Säulen bzw. Membranreaktoren benutzt werden.After growing the organisms according to conventional methods the respective enzyme is isolated from the culture (see below). The enzyme in question can be made using conventional methods the cells are extracted. So cell homogenates by 2 or more techniques such as ammonium sulfate precipitation, hydrophobic interaction chromatography, ion exchange Chromatography and gel filtration to be purified To obtain enzyme preparations that only have an electro have phoretically detectable bands or the enzyme in  contain the necessary degree of purity. Preparations of the Enzymes can be prepared using conventional methods such as z. B. adsorptive, ionic, covalent bond or matrix be immobilized. These products can then repeated in batch process or continuously Filling into columns or membrane reactors can be used.

Enzymnachweiseenzyme evidence

Die Aktivität der Polyol-Dehydrogenase wird bestimmt wie folgt: 800 µl 50 mM Tris/HCl, 50 µl 4 mM NAD, 50 µl 1 M Polyol und 100 µl einer angemessenen Enzymextrakt-Lösung werden gemischt und die Bildung von NADH bei 340 nm mit einem Photometer verfolgt.The activity of the polyol dehydrogenase is determined as follows: 800 µl 50 mM Tris / HCl, 50 µl 4 mM NAD, 50 µl 1 M Polyol and 100 µl of an appropriate enzyme extract solution are mixed and the formation of NADH at 340 nm with followed by a photometer.

Die Aldose-Reduktase-Aktivität wird wie folgt bestimmt: In einem Reaktionsansatz, ausgelegt auf ein Volumen von 1 ml, bestehend aus 50 mM Kaliumphosphat, pH 7.0, 0.3 mM NADPH, 50 mM Galactose und einer geeigneten Menge Enzym-Extrakt, wird mittels eines Photometers die Bildung von NADP verfolgt.The aldose reductase activity is determined as follows: In a reaction batch designed for a volume of 1 ml, consisting of 50 mM potassium phosphate, pH 7.0, 0.3 mM NADPH, 50 mM galactose and a suitable amount of enzyme extract, the formation of NADP tracked.

Die Galactosidase-Aktivität wird bestimmt wie folgt: In 1 ml Test-Lösung, bestehend aus 40 mM Hepes-KOH, pH 6.5, einer geeigneten Substrat-Menge p-Nitrophenol α-d-Galacto­ sid und einer geeigneten Menge Enzym-Extrakt wird bei 30°C die Bildung von p-Nitrophenol mittels eines Photometers bei 360 nm verfolgt.The galactosidase activity is determined as follows: In 1 ml Test solution consisting of 40 mM Hepes-KOH, pH 6.5, a suitable amount of substrate p-nitrophenol α-d-galacto sid and a suitable amount of enzyme extract is at 30 ° C. the formation of p-nitrophenol using a photometer 360 nm tracked.

Reinigung der Aldose-ReduktaseCleaning of aldose reductase

Alle Reinigungsschritte wurden bei 0-4°C ausgeführt. In einem Beadbeater (Biospec Products, Bartlesville, OK) wurden 10-20 g Algen mit 50 ml Aufschlußpuffer, bestehend aus 20 mM Kaliumphosphat, pH 8.0 und 2 mM DTT und 0.5 mM EDTA aufgeschlossen. Der Extrakt wurde 60 min bei 37000 × g zentrifugiert, der Überstand auf eine DEAE-Fractogel-Säule (22 × 2,5 cm), equilibriert mit 20 mM Tris-HCl, pH 8.3 und 0.5 mM DTT gegeben. Die Aldose-Reduktase bindet nicht an die Matrix und kann mit 50 ml Puffer eluiert werden. Die ungebundenen Proteine wurden auf eine Hydroxyapatit-Säule (16 × 1,5 cm), equilibriert mit 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, geladen. Nach Spülen mit 30 ml Säulenpuffer wurden die Proteine mit einem linearen Gradienten von 200 ml von 0.1-­ 0.8 M Kaliumphosphat, pH 7.5 eluiert. Die zwei Aktivitäts- Peaks wurden separat über Nacht gegen 2 l 20 mM Hepes-KOH, pH 6.5 und 0.5 mM DTT dialysiert. Die Proben wurden jeweils auf eine Kationenaustauscher-Säule (Econo-Pak High S, Biorad), equilibriert mit 20 mM Hepes-KOH, pH 6.5, geladen. Die Säule wurde mit 10 ml Säulenpuffer gewaschen und Proteine mit einem linearem Gradienten von 0-1.5 M NaCl in Säulenpuffer eluiert.All cleaning steps were carried out at 0-4 ° C. In a beadbeater (Biospec Products, Bartlesville, OK) were 10-20 g of algae with 50 ml of digestion buffer from 20 mM potassium phosphate, pH 8.0 and 2 mM DTT and 0.5 mM  EDTA open minded. The extract was at 37,000 x g for 60 min centrifuged, the supernatant on a DEAE Fractogel column (22 × 2.5 cm), equilibrated with 20 mM Tris-HCl, pH 8.3 and Given 0.5 mM DTT. The aldose reductase does not bind the matrix and can be eluted with 50 ml buffer. The unbound proteins were placed on a hydroxyapatite column (16 × 1.5 cm), equilibrated with 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, loaded. After rinsing with 30 ml column buffer, the Proteins with a linear gradient of 200 ml from 0.1- 0.8 M potassium phosphate, pH 7.5 eluted. The two activity Peaks were separated separately against 2 l of 20 mM Hepes-KOH, pH 6.5 and 0.5 mM DTT dialyzed. The samples were each on a cation exchanger column (Econo-Pak High S, Biorad), equilibrated with 20 mM Hepes-KOH, pH 6.5, loaded. The column was washed with 10 ml column buffer and Proteins with a linear gradient of 0-1.5 M NaCl eluted in column buffer.

Fraktionen mit Aldose-Reduktase wurden vereinigt und 1 ml- Aliquots auf eine Gelfiltrations-Säule (Superdex 200 HiLoad, 1,6 × 60 cm, Pharmacia), equilibriert mit 50 mM Kaliumphosphat, pH 7.0 und 0.25 M NaCl geladen. Proteine wurden isokratisch mit Säulenpuffer eluiert, Fraktionen mit Aldose-Reduktase vereinigt. Die gelelektrophoretische Analyse dieser Proben zeigte nur eine Protein-Bande.Aldose reductase fractions were pooled and 1 ml Aliquots on a gel filtration column (Superdex 200 HiLoad, 1.6 x 60 cm, Pharmacia), equilibrated at 50 mM Potassium phosphate, pH 7.0 and 0.25 M NaCl loaded. proteins were eluted isocratically with column buffer, fractions with Aldose reductase combined. The gel electrophoretic Analysis of these samples showed only one protein band.

Reinigung der L-Idit-DehydrogenasePurification of the L-Idit dehydrogenase

Alle Reinigungsschritte wurden bei 0-4°C ausgeführt. In einem Beadbeater (Biospec Products, Bartlesville, OK) wurden 10-20 g Algen mit 50 ml Aufschlußpuffer, bestehend aus 20 mM Tris-HCl, pH 8.0 und 1.4 mM β-Mercaptoethanol und 1 g Polyvinylpolypyrrolidon/100 ml aufgeschlossen. Der Extrakt wurde 15 min bei 4000 × g zentrifugiert. Der Überstand wurde für weitere 60 min bei 40000 × g zentri­ fugiert. Der Rohextrakt wurde auf 10% Ammoniumsulfat­ sättigung eingestellt und der Ansatz 15 min bei 32000 × g zentrifugiert. Proteine aus dem Überstand wurden durch Erhöhen der Ammoniumsulfat-Sättigung auf 40% gefällt und durch erneutes Zentrifugieren pelletiert. Der resultierende Niederschlag wurde in 20 mM Tris-HCl pH 8.5 aufgenommen und durch 2 h Dialyse gegen diesen Puffer entsalzt. Das Dialysat wurde auf eine DEAE-Fractogel-Säule (2,5 × 20 cm), equilibriert mit 20 mM Tris-HCl, pH 8.5, geladen. Die Säule wurde mit dem 3-fachen Säulenbettvolumen Säulenpuffer gewaschen und Proteine mit einem linearen Gradienten von 0-­ 150 mM KCl in Säulenpuffer eluiert. Fraktionen mit Polyol- Dehydrogenase wurden vereinigt und 2 h gegen 10 mM Kaliumphosphat, pH 6.8 dialysiert. Das Dialysat wurde auf eine Hydroxyapatit-Säule (1,5 × 16 cm), equilibriert mit 10 mM Kaliumphosphat, pH 6.8 geladen. Die Säule wurde mit dem 3-fachen Säulenbettvolumen mit dem gleichen Puffer gewaschen und Proteine mit einem aufsteigendem Gradienten von 10-200 mM Kaliumphosphat, pH 6.8 eluiert. Fraktionen mit Polyol-Dehydrogenase-Aktivität wurden vereinigt und 2 h gegen 1 l 20 mM Tris-HCl, pH 7.5 dialysiert. Das Dialysat wurde mit Ammoniumsulfat auf eine Sättigung von 40% gebracht und auf eine mit 20 mM Tris-HCl, pH 7.5 und 40% Ammoniumsulfat equilibrierte Decylagarose-Säule (1,5 × 16 cm) gegeben. Die Säule wurde mit dem 3-fachen Säulen­ bettvolumen Puffer (s. o.) gewaschen, bevor Proteine mit einem absteigenden Ammoniumsulfat-Gradienten (40-0% Sättigung) in 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, eluiert wurden. Fraktionen mit Polyol-Dehydrogenase-Aktivität wurden verei­ nigt und 1 ml-Aliquots auf eine mit 20 mM Tris HCl, pH 7.5 equilibrierte Gelfiltrations-Säule (Superdex 200 HiLoad, 1,6 × 60 cm, Pharmacia) geladen. Proteine wurden isokratisch mit dem gleichen Puffer eluiert und Fraktionen mit Polyol-Dehydrogenase-Aktivität vereinigt. All cleaning steps were carried out at 0-4 ° C. In a beadbeater (Biospec Products, Bartlesville, OK), 10-20 g of algae were digested with 50 ml of digestion buffer consisting of 20 mM Tris-HCl, pH 8.0 and 1.4 mM β-mercaptoethanol and 1 g of polyvinylpolypyrrolidone / 100 ml. The extract was centrifuged at 4000 x g for 15 min. The supernatant was centrifuged for a further 60 min at 40,000 × g. The crude extract was adjusted to 10% ammonium sulfate saturation and the mixture was centrifuged at 32,000 × g for 15 min. Proteins from the supernatant were precipitated by increasing the ammonium sulfate saturation to 40% and pelleted by centrifugation again. The resulting precipitate was taken up in 20 mM Tris-HCl pH 8.5 and desalted against this buffer by dialysis for 2 h. The dialysate was loaded onto a DEAE Fractogel column (2.5 × 20 cm) equilibrated with 20 mM Tris-HCl, pH 8.5. The column was washed with 3 times the column bed volume of column buffer and proteins were eluted with a linear gradient of 0-150 mM KCl in column buffer. Fractions with polyol dehydrogenase were combined and dialyzed against 10 mM potassium phosphate, pH 6.8 for 2 h. The dialysate was loaded onto a hydroxyapatite column (1.5 × 16 cm) equilibrated with 10 mM potassium phosphate, pH 6.8. The column was washed with 3 times the column bed volume with the same buffer and proteins were eluted with an ascending gradient of 10-200 mM potassium phosphate, pH 6.8. Fractions with polyol dehydrogenase activity were combined and dialyzed against 1 l of 20 mM Tris-HCl, pH 7.5 for 2 h. The dialysate was brought to 40% saturation with ammonium sulfate and placed on a decyl agarose column (1.5 × 16 cm) equilibrated with 20 mM Tris-HCl, pH 7.5 and 40% ammonium sulfate. The column was washed with three times the column bed volume of buffer (see above) before proteins were eluted with a descending gradient of ammonium sulfate (40-0% saturation) in 20 mM Tris-HCl, pH 7.5. Fractions with polyol dehydrogenase activity were combined and 1 ml aliquots were loaded onto a gel filtration column (Superdex 200 HiLoad, 1.6 × 60 cm, Pharmacia) equilibrated with 20 mM Tris HCl, pH 7.5. Proteins were eluted isocratically with the same buffer and fractions with polyol dehydrogenase activity were pooled.

VerfahrensdurchführungProcess implementation

50 ml Galactosid-haltiges Ausgangsmaterial (5 g lyophili­ sierter Pflanzenextrakt (s. o.) gelöst in 50 mM Kalium­ phosphat, pH 7.5) wurden mit je 10 U kommerziell erhält­ licher Galactosidase aus Apergillus niger oder grünen Kaffeebohnen, aus G. sulphuraria gereinigter Aldose-Reduc­ tase (s. o.) und aus G. sulphuraria gereinigter Polyol- Dehydrogenase, 4 mM NADPH und 4 mM NAD versetzt und 9 h bei 20°C inkubiert. Der Reaktions-Ansatz wurde deproteinisiert und Zucker mittels HPLC an einer REZEX RCM-Monosaccharid- Säule, die bei 80°C isokratisch mit destilliertem Wasser eluiert wurde, getrennt. Anhand von Vergleichen mit Zucker- Standards wurde der Tagatose-Peak identifiziert. Die Fraktionen wurden konzentriert und die Tagatose nach konventionellen Methoden kristallisiert.50 ml starting material containing galactoside (5 g lyophili based plant extract (see above) dissolved in 50 mM potassium phosphate, pH 7.5) were obtained commercially with 10 U each Licher galactosidase from Apergillus niger or greens Coffee beans, Aldose Reduc purified from G. sulphuraria tase (see above) and polyol purified from G. sulphuraria Dehydrogenase, 4 mM NADPH and 4 mM NAD added and 9 h at Incubated at 20 ° C. The reaction approach was deproteinized and sugar using HPLC on a REZEX RCM monosaccharide Column that is isocratic at 80 ° C with distilled water was eluted separately. Based on comparisons with sugar The Tagatose peak was identified by standards. The Fractions were concentrated and the Tagatose after conventional methods crystallized.

Reinigung der TagatosePurification of the Tagatose

Die Reaktionsgemische enthalten neben dem gewünschten Produkt auch unerwünschte Substanzen wie weitere Oligosaccharide, Monosaccharide, Zuckeralkohole, etc. Im Allgemeinen können diese durch eine Kombination weniger Aufreinigungstechniken entfernt werden, so z. B. Proteine durch Filtertechniken, unlösliche Bestandteile durch Zentrifugation, Salze mit Ionenaustauschern in der H- oder OH-Form. Als letzter Schritt können verbleibende Zucker mittels HPLC getrennt werden oder selektiv mit Alkohol oder anderen Lösungsmitteln ausgefällt werden. Chromatographie mit Silica-Gelen produziert ebenfalls hochreine Saccharide. Die gereinigte Tagatose kann dann mit konventionellen Methoden kristallisiert werden.The reaction mixtures contain in addition to the desired one Product also undesirable substances like others Oligosaccharides, monosaccharides, sugar alcohols, etc. Im In general, these can be combined less Purification techniques are removed, e.g. B. Proteins through filter techniques, insoluble components through Centrifugation, salts with ion exchangers in the H or OH-form. As a final step, sugar can be left be separated by means of HPLC or selectively with alcohol or other solvents. chromatography with silica gels also produces high purity saccharides. The cleaned Tagatose can then be used with conventional Methods are crystallized.

Claims (15)

1. Verfahren zur enzymatischen Herstellung von seltenen Monosacchariden, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem herzustellenden Monosaccharid entsprechendes Polyol oder ein Pflanzen-, Gemüse- oder Früchteextrakt, der ein dem herzustellenden Monosaccharid entspre­ chendes Polyol enthält, mit Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen und NAD inkubiert wird und das entstehende Monosaccharid isoliert wird.1. A process for the enzymatic production of rare monosaccharides, characterized in that a polyol corresponding to the monosaccharide to be produced or a plant, vegetable or fruit extract which contains a polyol corresponding to the monosaccharide to be produced is incubated with polyol dehydrogenase from extremophilic red algae and NAD is and the resulting monosaccharide is isolated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polyol-Dehydrogenase aus der thermo- und acidophilen Rotalge Galdieria sulphuraria eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that Polyol dehydrogenase from thermophilic and acidophilic Red algae Galdieria sulphuraria is used. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Polyol-Dehydrogenase aus dem Stamm MSh, Hinterle­ gungsnummer CCAP 3172/1 eingesetzt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that Polyol dehydrogenase from the MSh strain, Hinterle CCAP 3172/1 is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß L-Idit- oder L-Fucit-Dehydrogenase eingesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that L-idite or L-fucite dehydrogenase is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Fuculose Fucitol oder ein Fucitol­ haltiger Pflanzenextrakt eingesetzt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the production of fuculose fucitol or a fucitol plant extract is used.   6. Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Xylulose Arabitol oder Xylitol oder ein Früchte- oder Gemüseextrakt, der diese enthält, eingesetzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the production of xylulose arabitol or xylitol or a fruit or vegetable extract that contains them, is used. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Tagatose Dulcitol oder ein Dulcitol-haltiger Pflanzenextrakt eingesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the production of Tagatose Dulcitol or a Plant extract containing dulcitol is used. 8. Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Tagatose, dadurch gekennzeichnet, daß Galactoside oder ein Galactosid-haltiger Pflanzen­ extrakt mit Galactosidase, Aldose-Reduktase aus extre­ mophilen Rotalgen, Polyol-Dehydrogenase aus extre­ mophilen Rotalgen, NADPH und NAD inkubiert werden und das Monosaccharid isoliert wird.8. process for the enzymatic production of tagatose, characterized in that Galactoside or a plant containing galactoside extract with galactosidase, aldose reductase from extre mophilic red algae, polyol dehydrogenase from extreme mophilic red algae, NADPH and NAD are incubated and the monosaccharide is isolated. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Polyol-Dehydrogenase aus der thermo- und acidophilen Rotalge Galdieria sulphuraria eingesetzt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that Polyol dehydrogenase from thermophilic and acidophilic Red algae Galdieria sulphuraria is used. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Polyol-Dehydrogenase aus dem Stamm MSh, Hinterle­ gungsnummer CCAP 1372/1 eingesetzt wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that Polyol dehydrogenase from the MSh strain, Hinterle CCAP 1372/1 is used.   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß L-Idit- oder L-Fucit-Dehydrogenase eingesetzt wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that L-idite or L-fucite dehydrogenase is used. 12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Galactoside Floridosid, Isofloridosid, Raffinose, Stachyose oder Melibiose eingesetzt werden.12. The method according to claim 8, characterized in that as galactoside floridoside, isofloridoside, raffinose, Stachyose or melibiosis can be used. 13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Galactosid-haltiger Pflanzenextrakt aus Legumi­ nosen, Kohl, Zuckerrüben, Ulmaceen oder Knollenziest, eingesetzt wird.13. The method according to claim 8, characterized in that a plant extract from Legumi containing galactoside noses, cabbage, sugar beet, ulmaceae or tuber, is used. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Galactosid-haltiger Pflanzenextrakt aus Leguminosen ein Sojaextrakt eingesetzt wird.14. The method according to claim 13, characterized in that as a galactoside-containing plant extract from legumes a soy extract is used. 15. Verfahren zur enzymatischen Herstellung von Tagatose, dadurch gekennzeichnet, daß Galactose oder ein Galactose-haltiger Pflanzenextrakt mit Aldose-Reduktase aus extremophilen Rotalgen, Polyol-Dehydrogenase aus extremophilen Rotalgen, NADPH und NAD inkubiert wird und die entstehende Tagatose isoliert wird.15. Process for the enzymatic production of tagatose, characterized in that Galactose or a plant extract containing galactose with aldose reductase from extremophilic red algae, Extremophilic red algae polyol dehydrogenase, NADPH and NAD is incubated and the resulting tagatose is isolated.
DE2000136068 2000-07-17 2000-07-17 Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose Withdrawn - After Issue DE10036068C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000136068 DE10036068C2 (en) 2000-07-17 2000-07-17 Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose
PCT/EP2001/008184 WO2002006506A1 (en) 2000-07-17 2001-07-16 Method for the enzymatic production of rare monosaccharides, in particular, tagatose
AU2002222942A AU2002222942A1 (en) 2000-07-17 2001-07-16 Method for the enzymatic production of rare monosaccharides, in particular, tagatose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000136068 DE10036068C2 (en) 2000-07-17 2000-07-17 Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10036068A1 DE10036068A1 (en) 2002-03-07
DE10036068C2 true DE10036068C2 (en) 2002-09-19

Family

ID=7650071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000136068 Withdrawn - After Issue DE10036068C2 (en) 2000-07-17 2000-07-17 Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002222942A1 (en)
DE (1) DE10036068C2 (en)
WO (1) WO2002006506A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307445A1 (en) * 2003-02-20 2004-10-21 Institut für Technologie der Kohlenhydrate -Zuckerinstitut- eV Use of D-tagatose as a flavor enhancer in foods, beverages, chewing gum and tablets
EP1819836A2 (en) 2004-11-22 2007-08-22 Cargill Incorporated Monosaccharide production system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4775258B2 (en) * 2004-03-17 2011-09-21 味の素株式会社 Method for producing L-fucose and method for producing L-fucose
CN101597635B (en) * 2009-05-12 2011-01-05 中国食品发酵工业研究院 Method for preparing high purity stachyose

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467033A (en) * 1982-06-30 1984-08-21 Nabisco Brands, Inc. Process for oxidizing L-sorbitol to L-fructose

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60248196A (en) * 1984-05-05 1985-12-07 Hayashibara Biochem Lab Inc Preparation of d-tagatose

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467033A (en) * 1982-06-30 1984-08-21 Nabisco Brands, Inc. Process for oxidizing L-sorbitol to L-fructose

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Biosis Prev 199598382833 *
Biosis Prev 199799600560 *
Biosis Prev 199799743843 *
Biosis Prev 200000011992 *
Derwent Abstr. 1993-139576/17 *
Derwent Abstr. 1994-002177/01 *
Derwent Abstr. 1999-613785/53 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307445A1 (en) * 2003-02-20 2004-10-21 Institut für Technologie der Kohlenhydrate -Zuckerinstitut- eV Use of D-tagatose as a flavor enhancer in foods, beverages, chewing gum and tablets
EP1819836A2 (en) 2004-11-22 2007-08-22 Cargill Incorporated Monosaccharide production system

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002222942A1 (en) 2002-01-30
WO2002006506A1 (en) 2002-01-24
DE10036068A1 (en) 2002-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0625578B2 (en) Sweetener, process of preparation and use thereof
DE2061371C3 (en) Process for the preparation of an immobilized glucose isomerase enzyme complex and its use
DE69825382T2 (en) Process for the preparation of a high maltose content syrup
DE2834122A1 (en) METHOD FOR PRODUCING 6-AMINO-6-DESOXY-L-SORBOSE
EP0109009B1 (en) Process for preparing 1-0-alpha-d-glucopyranisido-d-fructose
DE69532106T2 (en) Maltose Phospharylase, Trehalose Phophorylase, Plesiomonas Strain, and Preparation of Trehalose
DE10036068C2 (en) Process for the enzymatic production of rare monosaccharides, especially tagatose
DE3117211A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF FRUCTOSE POLYMERS AND FRUCTOSE-RICH Syrups
DE2909093C2 (en)
DE3323617C2 (en)
DE2406833C3 (en) Process for the preparation of an immobilized glucose isomerase enzyme preparation and its use
DE2500597C2 (en) Process for the simultaneous production of beta-amylase and alpha-1,6-glucosidase
DE2527068A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHOLESTEROLESTERASE
DE3714544A1 (en) GLUCOSEDEHYDROGENASE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2424833B2 (en) Process for the production of maltose
DE2002048C3 (en)
DE3247703C2 (en) Process for the production of L-threonine
DE3603348A1 (en) NEW THERMOSTABLE, ACID-RESISTANT (ALPHA) AMYLASE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2745205A1 (en) NOVEL MALTASE ENZYME PRODUCED BY A NEW YEAST STEM
KR20040026747A (en) Method for preparation of rebaudioside A using microorganism.
DE4316646B4 (en) Laevansucrase enzyme, process for its preparation, microorganisms that produce it and compositions containing it
EP1027452B1 (en) Method for producing isomelezitose and sweetening agents containing isomelezitose
DE2028134C3 (en) Process for the production of high-carboxylic acid sugar syrups
DE2728353C2 (en) Generation of microorganism cell mass
DE3019450A1 (en) METHOD FOR OBTAINING GLUCOSEDEHYDROGENASE AND MICROORGANISM SUITABLE FOR THIS

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8330 Complete disclaimer