海藻糖的提取方法
由于海藻糖所表現(xiàn)出的獨(dú)特的生物學(xué)活性,引起了人們的廣泛關(guān)注,因此各國科學(xué)家投入巨大精力對其生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。海藻糖的制備方法目前包括微生物抽提法、微生物發(fā)酵法、酶合成法、基因工程法等。
微生物提取法
微生物提取法是以酵母、霉菌及其他含海藻糖的微生物為提取源。首先通過改變微生物的生長條件,使其體內(nèi)積累更多的海藻糖,然后采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒑T逄翘崛〕鰜。其工藝流程一般是:活性干酵母提取冷卻離心上清液濃縮去醇去離子和蛋白濃縮結(jié)晶-過濾干燥成品。
微生物提取法所用的微生物一般是酵母菌。因?yàn)榻湍妇趯?shù)生長期如處于"饑餓"狀態(tài)(降低碳源、氮源),或提高溫度、高滲透壓等條件下,體內(nèi)海藻糖的含量明顯增加,可達(dá)細(xì)胞干重的20%。
國內(nèi)外對高產(chǎn)海藻糖菌株的選育、胞內(nèi)海藻糖的提取、純化等方面進(jìn)行了大量的研究。哥米(Gomes)等選育出兩株酵母菌,它們在熱擊條件下可大量合成海藻糖。邵漪等在70℃條件下使用60%70%的乙醇對活性干酵母進(jìn)行提取,經(jīng)后續(xù)處理最終海藻糖得率為11g/100g干酵母。韓少卿等使用膜裝置對機(jī)體內(nèi)海藻糖進(jìn)行分離提取,海藻糖提取率達(dá)到85%以上,純度在99%以上。
目前這種工藝已相當(dāng)成熟,但由于生產(chǎn)成本過高、收率較低的缺點(diǎn)未能在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
微生物發(fā)酵法
微生物發(fā)酵法顧名思義即通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)海藻糖,再從發(fā)酵液中分離純化,最終制得成品。
通過誘變、細(xì)胞融合及基因重組等方法選育出高產(chǎn)海藻糖的菌株,采用高濃度的培養(yǎng)基及高滲發(fā)酵,并在發(fā)酵結(jié)束前,讓菌體"饑餓"2-3h,可得到含海藻糖高的產(chǎn)物。
肖冬光等采用誘變、基因重組選育海藻糖生產(chǎn)菌株,胞內(nèi)海藻糖含量達(dá)23~25%,通過氮饑餓、熱休克培養(yǎng)應(yīng)激酵母細(xì)胞,休克處理合成胞外海藻糖,海藻糖含量可達(dá)10~16g/L,經(jīng)超濾、離交,海藻糖收率>80%,結(jié)晶收率89%,海藻糖純度>99%。趙玉巧等對產(chǎn)海藻糖啤酒酵母進(jìn)行培養(yǎng)優(yōu)化,最終發(fā)酵液中海藻糖的質(zhì)量濃度可以達(dá)到1072mg/L。
該方法轉(zhuǎn)化率低,副產(chǎn)物多,在食品行業(yè)中也未大范圍應(yīng)用。
酶合成法
酶法生產(chǎn)主要是以葡萄糖、麥芽糖或者淀粉為底物,通過與海藻糖合成有關(guān)的酶的作用,轉(zhuǎn)化為海藻糖。
以淀粉為底物生產(chǎn)海藻糖,底物淀粉主要是馬鈴薯、甘薯、玉米、小麥、木薯五種,其中以木薯淀粉為原料海藻糖生成率高。也有文獻(xiàn)介紹直接以麥芽糖為底物,使用海藻糖合酶生產(chǎn)海藻糖。不同的菌種海藻糖合酶酶解得率不同,其中以棲熱水生菌海藻糖合成酶產(chǎn)率高,收率可以達(dá)到80%以上。
2000年,南寧中諾生物工程有限責(zé)任公司成功開發(fā)出酶法轉(zhuǎn)化木薯淀粉生產(chǎn)海藻糖的工藝,使我國成為世界上第二個(gè)酶法工業(yè)化生產(chǎn)海藻糖的國家。該工藝?yán)媚臼淼矸塾?淀粉酶、普魯蘭酶分解為短鏈糊精后,經(jīng)海藻糖合酶作用轉(zhuǎn)化生產(chǎn)海藻糖,精制后可制成含量為98.0%的食品級結(jié)晶海藻糖和含量為99.0%以上的高純度結(jié)晶海藻糖。