本發明專利技術涉及一種通過使用來源于根癌農桿菌且以食品安全形式表達的阿洛酮糖-差向異構酶而連續地由D-果糖或D-葡萄糖制備D-阿洛酮糖的方法。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種通過使用來源于根癌農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)且以食品安全形式表達的阿洛酮糖-差向異構酶(psicose-epimerase)而連續地由D-果糖或D-葡萄糖制備D-阿洛酮糖的方法。
技術介紹
D-阿洛酮糖已廣泛用作功能性甜味劑，其具有類似于糖的甜味，但卻是超低能量(ultralow-energy)單糖。具體來說，D-阿洛酮糖被稱為“稀有糖”，因為其在自然界中很少能找到，并且即使找到，也只有少量。D-阿洛酮糖是D-果糖的差向異構體Gpimer)，并且其甜味強度和種類完全類似于D-果糖。然而，與D-果糖相反，因為吸收到體內時，D-阿洛酮糖很少被代謝，因此其具有 幾乎零卡路里。此外，由于其通過抑制關于脂質合成的酶活性而減輕腹部肥胖(abdominalobesity)的作用，因此D-阿洛酮糖可用作減肥食品(diet food)的有效成分。另外，廣泛用作糖替代品的糖醇在過量服用時具有引起諸如腹瀉等副作用的問題，但D-阿洛酮糖幾乎沒有副作用(T.松尾(Matsue7T.), Y.巴巴(Y. Baba), M.橋口 (M. Hashiguchi), K.竹下(K. Takeshita), K.伊珠莫里(K. Izumori),以及 H.鈴木(H. Suzuki). 2001.膳食 D-阿洛酮糖，即D-果糖的C-3差向異構體,抑制小鼠體內肝脂肪生成酶的活性(Dietary D-psicose,a C-3 epimer of D-fructose,suppresses the activity of hepatic lipogenic enzymesin rats).亞太臨床營養學雜志(Asia Pac. J. Clin. Nutr.) 10 :233-237. ；T.松尾，以及K.伊珠莫里.2004. D-阿洛酮糖，一種不提供能量而提供用于臨床營養學的其它有益作用的稀有糖(D-psicose, a rare sugar that provides no energy and additionallybeneficial effects for clinical nutrition).亞太臨床營養學雜志 13 :S127)。由于這些原因，D-阿洛酮糖作為膳食甜味劑而逐漸在食品工業領域中引起注意，并且因此，越來越需要開發一種有效制備D-阿洛酮糖的方法。通過使用阿洛酮糖-差向異構酶制備D-阿洛酮糖的常規方法，著重于開發一種通過使用在重組大腸桿菌(E.coli)中大規模表達的重組酶或包括所述重組酶的宿主細胞而使D-果糖差向異構化為D-阿洛酮糖的方法。然而，就食品安全性來說，使用所述重組大腸桿菌進行D-阿洛酮糖的生物技術制備并不適合用于制備作為食品材料的D-阿洛酮糖。為了制備適合用作食品材料的D-阿洛酮糖，需要開發一種使用在宿主細胞中表達的阿洛酮糖-差向異構酶或使用包括其的宿主的大規模生產方法，所述宿主細胞為公認安全(Generally RecognizedAs Safe ；GRAS)菌株以及能夠在工業上大規模生產的菌株。當物質在經通過科學訓練及經驗而具有資格的專家通過科學程序在其預期用途的條件下評估其安全性時一般被確認為安全，則授予GRAS。雖然GRAS是僅在美國實施的獨特系統，但其重要性以及必要性已在國際上以及在美國得到認可。因此，人們越來越關注GRAS的發展。同時，對于D-阿洛酮糖的工業生產，需要開發一種由更廉價的底物(substrate)制備D-阿洛酮糖的方法。目前，由于阿洛酮糖-差向異構酶的高底物特異性，因此制備D-阿洛酮糖只能使用昂貴的D-果糖作為底物。
技術實現思路
技術問題本專利技術已對大規模生產可用作食品材料的D-阿洛酮糖進行了積極研究，并且發現由D-果糖或D-葡萄糖連續制備D-阿洛酮糖可通過使用固定化(immobilization)來對用于工業上大規模生產D-阿洛酮糖的酶促活化(enzymatic activation)提供穩定的環境，并使用D-葡萄糖異構酶以及阿洛酮糖-差向異構酶來達成。本專利技術的一目的在于提供一種呈食品安全形式的阿洛酮糖-差向異構酶，用于制備可用作食品材料的D-阿洛酮糖。本專利技術的另一目的在于提供一種通過使用呈固定的食品安全形式的阿洛酮糖-差向異構酶以及D-葡萄糖異構酶而由D-葡萄糖或D-果糖連續制備D-阿洛酮糖的方法。技術解決方案本專利技術提供一種通過使用來源于根癌農桿菌且在GRAS菌株中表達的阿洛酮糖-差向異構酶而由D-果糖制備D-阿洛酮糖的方法。本專利技術的方法包括以下步驟在GRAS菌株中表達來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶；以及通過使用所表達的阿洛酮糖-差向異構酶而由D-果糖制備D-阿洛酮糖。本專利技術的方法還可包括以下步驟自能夠表達來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶的GRAS菌株的培養物(culture)分離阿洛酮糖_差向異構酶；以及通過使用所分離的阿洛酮糖-差向異構酶而由D-果糖制備D-阿洛酮糖。表達來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶的GRAS菌株可為經過包含編碼上述酶的基因的重組表達載體轉化(transform)的菌株。根據本專利技術的用于制備D-阿洛酮糖的阿洛酮糖-差向異構酶可呈包含于GRAS菌株的培養物中或從所述培養物分離的形式，上述GRAS菌株表達來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶。GRAS菌株可為經過包含編碼阿洛酮糖-差向異構酶的基因的重組表達載體轉化的菌株。GRAS菌株可為棒狀桿菌屬(Corynebacterium sp.),優選為谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacterium glutamicum) KCCM 11046P。本專利技術的方法中使用的來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶優選具有SEQID NO 1的氨基酸序列。根據本專利技術的制備D-阿洛酮糖的方法可還包括將阿洛酮糖-差向異構酶固定于載體上的步驟。適合于本專利技術的載體可包含海藻酸鹽(alginate)，優選為海藻酸鈉，但不限于此。根據本專利技術的制備D-阿洛酮糖的方法可還包括用其上固定有阿洛酮糖-差向異構酶的載體填充管柱，并向填充床管柱(packed-bed column)供應D-果糖溶液的步驟。本專利技術還更提供一種由D-葡萄糖制備D-阿洛酮糖的方法，其包括將阿洛酮糖-差向異構酶以及D-葡萄糖異構酶(isomerase)固定于載體上的步驟。適合于本專利技術的載體可包含海藻酸鹽，優選為海藻酸鈉，但不限于此。在如上文所述的方法中，阿洛酮糖-差向異構酶可包含于能夠表達來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶的GRAS菌株的培養物中或從所述培養物分離。GRAS菌株可為經過包含編碼阿洛酮糖-差向異構酶的基因的重組表達載體轉化的菌株。此外，GRAS菌株可為棒狀桿菌屬，優選為谷氨酸棒狀桿菌KCCM 11046P。本專利技術的方法中所用的來源于根癌農桿菌的阿洛酮糖-差向異構酶優選具有SEQID NO 1的氨基酸序列。另外，本專利技術更提供一種由D-葡萄糖制備D-阿洛酮糖的方法，其包括以下步驟將阿洛酮糖-差向異構酶以及D-葡萄糖異構酶固定于載體上；用其上固定有阿洛酮糖-差向異構酶以及D-葡萄糖異構酶的所述載體填充管柱；以及向填充床管柱供應D-葡萄糖溶液。其上固定有阿洛酮糖-差向異構酶以及D-葡本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：洪暎鎬，金鎮夏，金成俌，金政勛，李英美，樸承源，
申請(專利權)人：CJ第一制糖株式會社，
類型：
國別省市：
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