【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及功能糖制備，特別涉及一種固定化β-半乳糖苷酶制備乳果糖的方法。
技術(shù)介紹
1、乳果糖(lactulose：c12h12o11；fw：342?.30da)又名4-ο-β-d-吡喃半乳糖基-d-果糖，又稱異構(gòu)乳糖或乳酮糖，是由d-半乳糖和d-果糖以β-1,4糖苷鍵結(jié)合的不吸收性雙糖。乳果糖為白色不規(guī)則的結(jié)晶性粉末，純凈乳果糖的甜度純正，帶有清涼、醇和的感覺，甜度為蔗糖的48?%-62?%，它不能被動(dòng)物體內(nèi)的消化酶代謝，因此可以直接由胃腸道中的微生物發(fā)酵，被人們稱為“雙歧桿菌增殖因子”，具有調(diào)整腸道菌群平衡、作為間接的營養(yǎng)增補(bǔ)劑、治療便秘、降低血氨、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、降低血內(nèi)毒素水平等有益功能，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域。
2、目前生產(chǎn)乳果糖的方法主要有化學(xué)法和酶解法，化學(xué)法制備異構(gòu)化乳糖主要是操作簡單，轉(zhuǎn)化率高，缺點(diǎn)是最終產(chǎn)物一般包括乳果糖、殘余乳糖、d-半乳糖和d-果糖，產(chǎn)物不僅難以分離，而且顏色常常較深，副產(chǎn)物和色素的產(chǎn)生，降低了乳果糖的產(chǎn)率。酶法合成乳果糖雖然可以克服化學(xué)合成的缺點(diǎn)，但是酶法生產(chǎn)乳果糖轉(zhuǎn)化率低，嚴(yán)重限制了該產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)目的在于提供一種固定化β-半乳糖苷酶制備乳果糖的方法，本專利技術(shù)的制備工藝采用固定化β-半乳糖苷酶其中β-半乳糖苷酶相對(duì)酶活達(dá)到65-78?%，并以乳糖和果糖為原料進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最后再將所得乳果糖料液通過陽樹脂柱-脫色樹脂柱-陰樹脂柱、色譜分離得到純度97?%乳果糖，轉(zhuǎn)化
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種固定化β-半乳糖苷酶制備乳果糖的方法，包括以下步驟：
4、s1.制備固定化酶柱：
5、將amberlite?ira-93大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂依次使用乙醇溶液、nacl溶液、hcl溶液、naoh溶液浸泡，每次浸泡完成后濾除浸泡溶液并采用去離子水洗滌至中性得到預(yù)處理樹脂；
6、將預(yù)處理樹脂與β-半乳糖苷酶酶液混合加入tris-hcl緩沖液并搖床吸附，吸附后靜置；再加入戊二醛溶液進(jìn)行交聯(lián)后棄上清得到固定化酶柱；
7、s2.在乳糖與果糖的混合液中加入鎂離子溶液然后通過固定化酶柱進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到乳果糖轉(zhuǎn)化液；
8、s3.將所述乳果糖轉(zhuǎn)化液依次進(jìn)行脫色、離子交換、真空濃縮、連續(xù)模擬移動(dòng)床色譜分離得到乳果糖溶液。
9、作為優(yōu)選，所述s1中乙醇溶液濃度為95?wt%；nacl溶液濃度為10?wt%；hcl溶液濃度為10?wt%；naoh溶液濃度為10?wt%。
10、作為優(yōu)選，所述s1中浸泡時(shí)間為10~20?h。
11、進(jìn)一步優(yōu)選，所述乙醇溶液的浸泡時(shí)間為15~20?h，nacl溶液的浸泡時(shí)間為10~15h、hcl溶液的浸泡時(shí)間為10~15?h、naoh溶液的浸泡時(shí)間為10~15?h。
12、作為優(yōu)選，所述s1中預(yù)處理樹脂與β-半乳糖苷酶酶液的質(zhì)量體積比為1?g:（5~7）ml；進(jìn)一步優(yōu)選為1?g:5?ml。
13、作為優(yōu)選，所述s1中tris-hcl緩沖液的濃度為50?mmol/l，ph為8.0；戊二醛溶液濃度為2?wt%。
14、作為優(yōu)選，所述s1中固定化酶柱中β-半乳糖苷酶相對(duì)酶活為65-78?%。
15、作為優(yōu)選，所述s1中工藝參數(shù)滿足以下條件中的一個(gè)或多個(gè)：
16、吸附時(shí)間為10~13?h，吸附溫度為28~32?℃；
17、靜置時(shí)間為25~35?min，靜置溫度為2~5?℃；
18、交聯(lián)時(shí)間5.5~6.5?h，交聯(lián)溫度為23~28?℃。
19、作為優(yōu)選，所述s2中乳糖與果糖混合液的質(zhì)量濃度為50-55?%，進(jìn)一步優(yōu)選為50%；乳糖和果糖的摩爾比為1:1~1:1.5，進(jìn)一步優(yōu)選為1:1。
20、進(jìn)一步優(yōu)選所述乳糖與果糖混合液ph為7。
21、作為優(yōu)選，所述s2?中鎂離子加入后混合液體系中鎂離子濃度為1?mm；鎂離子來源為mgcl2或mgso4。
22、作為優(yōu)選，所述s2中乳糖與果糖的混合液通過固定化酶柱的流速為2.0?bv/h，溫度為60~70?℃，進(jìn)一步優(yōu)選為70?℃。
23、作為優(yōu)選，所述s3中各工藝為以下中的一個(gè)或多個(gè)：
24、脫色采用顆粒活性碳柱進(jìn)行脫色，向乳果糖溶液中加入活性炭，在70-90?℃下攪拌20-40?min，所述活性炭添加量為乳糖干基質(zhì)量的1-2％，再經(jīng)阿瑪過濾機(jī)過濾，阿瑪過濾機(jī)工作壓力0.2-0.4?mpa，得到脫色的乳糖溶液；
25、離子交換過程為將脫色后物料依次經(jīng)過陽離子交換柱、脫色樹脂柱、陰離子交換柱，物料溫度65-70?℃，流速2bv/h；所述陽離子樹脂為lx-150強(qiáng)酸陽樹脂：所述脫色樹脂為d750大孔吸附樹脂，所述陰離子樹脂為lx-360弱堿陰樹脂；
26、真空濃縮過程使用六效蒸發(fā)器對(duì)離交后物料進(jìn)行濃縮，真空度為0.06～0.09mpa，濃縮溫度50-80?℃；
27、連續(xù)模擬移動(dòng)色譜分離水料比2:1~5:1，進(jìn)料量為0.04~0.08?kg/l樹脂/h，溫度為65~70?℃，切換時(shí)間1080?s，進(jìn)料流速0.35~0.45?l/h，所述模擬移動(dòng)床使用鈣型陽離子樹脂。
28、有益技術(shù)效果：
29、1.本專利技術(shù)對(duì)β-半乳糖苷酶進(jìn)行固定化，以樹脂為載體運(yùn)行固定化酶柱，使酶與物料充分接觸，省去滅酶操作，β-半乳糖苷酶相對(duì)酶活達(dá)到65-78?%；通過對(duì)β-半乳糖苷酶固定化，提高了酶的最適溫度區(qū)間，反應(yīng)溫度達(dá)到60-70?℃，此溫度范圍可以避免生產(chǎn)中污染雜菌，又可促進(jìn)酶制劑的正向反應(yīng)。
30、2.本專利技術(shù)通過向底物中添加鎂離子溶液，使新的鎂離子不停引入，持續(xù)增強(qiáng)β-半乳糖苷酶的活性，延長β-半乳糖苷酶的使用，乳果糖轉(zhuǎn)化率≥60?%，乳果糖收率≥92?%，得到的乳果糖溶液依匹乳糖含量低≤3.5?%。
31、3.本專利技術(shù)通過陽樹脂-脫色樹脂-陰樹脂串聯(lián)脫色，提高溶液的透光率≥90?%，大幅度降低物料色度，色度≤100?rbu，精簡精制工藝，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種固定化β-半乳糖苷酶制備乳果糖的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中乙醇溶液濃度為95?wt%；NaCl溶液濃度為10?wt%；HCl溶液濃度為10?wt%；NaOH溶液濃度為10?wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中浸泡時(shí)間為10~20?h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中預(yù)處理樹脂與β-半乳糖苷酶酶液的質(zhì)量體積比為1?g:（5~7）?mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中Tris-HCl緩沖液的濃度為50mmol/L，pH為8.0；戊二醛溶液濃度為2?wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中固定化酶柱中β-半乳糖苷酶相對(duì)酶活為65-78?%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中工藝參數(shù)滿足以下條件中的一個(gè)或多個(gè)：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中乳糖與果糖混合液的質(zhì)量濃度為50-55?%；乳糖和果糖的摩爾比為
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中鎂離子加入后，混合液體系中鎂離子濃度為1?mM；鎂離子來源為MgCl2或MgSO4。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中乳糖與果糖的混合液通過固定化酶柱的流速為2.0?BV/h，溫度為60~70?℃。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種固定化β-半乳糖苷酶制備乳果糖的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中乙醇溶液濃度為95?wt%；nacl溶液濃度為10?wt%；hcl溶液濃度為10?wt%；naoh溶液濃度為10?wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中浸泡時(shí)間為10~20?h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中預(yù)處理樹脂與β-半乳糖苷酶酶液的質(zhì)量體積比為1?g:（5~7）?ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中tris-hcl緩沖液的濃度為50mmol/l，ph為8.0；戊二醛溶液濃度為2?wt%。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張興晶，王民，王曉宇，程麗，劉杰，李慶帥，王曉琪，張學(xué)林，魏傳雙，劉榮，劉國清，崔愛，劉一緒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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