一种生产褐藻胶水解物的方法
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2022-06-27 09:19:58
本发明公开了一种生产褐藻胶水解物的方法,属于生物技术领域。本发明提供了一种生产低粘度褐藻胶水解物的方法,利用本发明的方法将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的褐藻胶裂解酶和褐藻胶一次性添加至反应体系反应6h,即可使褐藻胶水解物的粘度低至15cp;利用本发明的方法将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的褐藻胶裂解酶和褐藻胶间歇添加至反应体系反应6h,即可使褐藻胶水解物的粘度低至15cp。
本发明提供了一种生产褐藻胶水解物的方法,所述方法为先将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的褐藻胶裂解酶添加至含有褐藻胶的反应体系中进行反应,获得反应液,然后将反应液进行分离,获得褐藻胶水解物。
在本发明的一种实施方式中,编码所述褐藻胶裂解酶的基因的核苷酸序列如SEQID NO:2所示。
在本发明的一种实施方式中,反应过程中,将褐藻胶裂解酶和褐藻胶分批添加至反应体系中。
在本发明的一种实施方式中,所述分批添加的次数为4~9次。
在本发明的一种实施方式中,所述分批添加的时间间隔为10~60min。
在本发明的一种实施方式中,反应过程中,将褐藻胶裂解酶按照2~11U/g褐藻胶/次的添加量分批添加至反应体系中。
在本发明的一种实施方式中,反应过程中,将褐藻胶按照5~20g/L反应体系/次的添加量分批添加至反应体系中。
在本发明的一种实施方式中,所述反应的温度为30~40℃、pH为6.5~7.5、转速为400~600rpm、时间为2~8h。
在本发明的一种实施方式中,所述方法为先将褐藻胶裂解酶按照10U/g褐藻胶的添加量添加至含有10g/L褐藻胶的反应体系中,于温度为35℃、pH为7的条件下反应6h,得到反应液,然后将反应液进行分离,获得褐藻胶水解物;反应过程中,当反应进行到第30、60、90、120、180、240min时,按照10U/g褐藻胶的添加量在反应体系中添加褐藻胶裂解酶、按照10g/L反应体系的添加量在反应体系中添加褐藻胶。
褐藻胶是从海带、马尾藻、巨藻等褐藻中提取得到的多糖聚合物,由β-D-1,4-甘露糖醛酸(Mannuronate,M)和C-5差向异构体α-L-1,4-古罗糖醛酸(Guluronate,G)中的一种或两种糖单元通过β-1,4糖苷键连接而成。由于具有凝胶特性,褐藻胶可作为稳定剂、增稠剂或凝胶剂广泛应用于医药、食品、印纺、农业、日用化工等多个领域。另外,由于具有抗凝血、降血糖、降血脂、抗自由基、抗肿瘤、免疫保护、促植物生长等生物活性,褐藻胶可作为活性生物大分子广泛应用于医药、食品、印纺、农业、日用化工等多个领域。
研究表明,分子量大的褐藻胶在食品体系中即使浓度较低也会形成较高的粘度,造成食品流动性差,适口性差,难吞咽等问题(具体可见参考文献:李秋瑾.多糖酶解动态特性表征与剪切机理分析及动力学建模[D].天津大学,2009.)。因此,降低褐藻胶的分子量以降低其粘度对提升其质量,增加其市场竞争力十分关键。
目前,常利用化学法和物理法对褐藻胶进行水解以降低褐藻胶的分子量,但是,现有的化学法和物理法仍存在很多缺陷。例如,杨桂霞等人通过γ辐射法对褐藻胶进行水解以降低其粘度,但是,此方法降解率低,不适合工业化生产(具体可见参考文献:杨桂霞,李晓燕.多糖类高分子材料海藻酸钠的辐照降解[J].原子能科学技术,2013,47(05):730-734.);Feng等人通过超声法对褐藻胶进行水解以降低其粘度,但是,Feng等人也研究发现,超过28kHz的超声频率会促使褐藻胶的分子量发生共价聚集造成褐藻胶的分子量随频率升高而增加,进而使得褐藻胶水解物的水解度低,无法达到较低粘度(具体可见参考文献:Feng L,Cao Y,Xu D,***,rheological propertyand structural changes of sodium alginate induced by ultrasound[J].Ultrasonics Sonochemistry,2017,34:609-615.)。
上述缺陷极大限制了褐藻胶在医药、食品、印纺、农业、日用化工等多个领域中的应用。因此,急需找到一种生产低粘度褐藻胶水解物的方法。
江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀,源起1902年创建的三江师范学堂,历经国立中央大学、南京大学等发展时期;1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校,成立无锡轻工业学院;1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院;1995年更名为无锡轻工大学;2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学;2003年东华大学无锡校区并入江南大学。
褐藻胶中,由连续的M糖单元组成的糖链称为聚M段(Mblock),由连续的G糖单元组成的糖链称为聚G段(G block),由两种糖单元交替连接称为MG或GM段(MG blocks)。其中,聚G段的硬度大,而聚M段柔软且具有弹性(具体可见参考文献:Grant,G.T.,Morris,E.R.,Rees,D.A.,Smith,P.J.C.,&Thom,D.(1973).Biological interactions betweenpolysaccharides and divalent cations:The egg-***,32,195-198.),因此,提高褐藻胶的M/G比值对提升其质量十分重要。而本发明提供了一种生产M/G比值高的低粘度褐藻胶水解物的方法,利用本发明的方法将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的褐藻胶裂解酶和褐藻胶一次性添加至反应体系反应6h,即可使褐藻胶水解物的M/G比值高达1.72;利用本发明的方法将氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的褐藻胶裂解酶和褐藻胶间歇添加至反应体系反应6h,即可使褐藻胶水解物的M/G比值高达1.77。
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