蔗糖异构酶的固定化及其生产异麦芽酮糖的研究

摘要

异麦芽酮糖(α-D-吡喃葡萄糖基-1,6-D-呋喃果糖)是蔗糖的同分异构体,少量存在与蜂蜜和甘蔗中.作为食品添加剂,异麦芽酮糖和其加氢产物(异麦芽酮糖醇)已备受人们关注.目前生产异麦芽酮糖方法主要使用蔗糖异构酶(SIase,EC5.4.99.11)催化蔗糖,异构化生成异麦芽酮糖.游离细胞、固定化细胞以及游离酶用于合成异麦芽酮糖均有文献报道,但固定化蔗糖异构酶鲜有报道.本研究将SIase分别固定于介孔二氧化钛(M-TiO2)表面和聚赖氨酸改性后的二氧化钛(EPL-M-TiO2)表面。结果说明EPL屏蔽了M-TiO2表面的负电荷，可使带有较强负电荷的SIase能更好的与载体结合在一起。Km的变化表明了SI-EPL-M-TiO2和底物之间有较好的亲和力；EPL充当连接臂的角色，避免了空间位阻以及传质缓慢的问题。EPL的存在不仅改善了SIase和M-TiO2的生物相容性，而且是其更好的热和pH稳定性。批次酶催化反应生产异麦芽酮糖被用来考察固定化酶的实际可重复利用性。在最适反应条件下，SI-EPL-M-TiO2连续16批次催化反应，蔗糖转化率持续保持在95%以上，具有较好的操作稳定性和重复利用性。因此本研究具有重要的生产实践及理论指导意义，为大规模工业化生异麦芽酮糖奠定了基础。