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顺序式模拟移动床制备高纯度低聚异麦芽糖及其理化性质研究

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食品工业科技 2024年

作者：阮圣慧郑喜群刘晓兰李良玉黑龙江八一农垦大学食品学院黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心齐齐哈尔大学食品与生物工程学院

本文以低聚异麦芽糖（IMOs-50型）糖浆为原料，利用顺式模拟移动床色谱分离技术对其进行纯化，并对高纯度低聚异麦芽糖相关理化性质进行分析。通过单柱固定床试验选择适合低聚异麦芽糖分离的固定相，比较了不同类型的阳离子交换树脂对... 详细信息

本文以低聚异麦芽糖（IMOs-50型）糖浆为原料，利用顺式模拟移动床色谱分离技术对其进行纯化，并对高纯度低聚异麦芽糖相关理化性质进行分析。通过单柱固定床试验选择适合低聚异麦芽糖分离的固定相，比较了不同类型的阳离子交换树脂对低聚异麦芽糖和单糖、二糖混合液的分离度，筛选出ZG106 K+型树脂为合适的分离介质；在制备色谱单柱评价试验结果基础上，结合物料平衡原理和顺序式模拟移动床基本原理，初步确立了顺序式模拟移动床色谱分离高纯度低聚异麦芽糖工艺的基本操作参数，并对分离条件进一步优化，得到最佳纯化技术参数为：进料量455 mL/h、进料折光60%、色谱柱温65 ℃、进水量为682 mL/h、进料流速为40.2 mL/min、进水流速为31.8 mL/min、总循环流量为409.5 mL/h，出口折光率为18.70%，纯度为92.80%，收率为83.20%。高纯度低聚异麦芽糖在相对湿度为43%和81%的环境中保存7 d后，吸湿率分别为61.63%和67.10%。在相对湿度为43%和0%的环境下保存7 d，水分残存率分别为77.96%和15.56%；其化学结构在352.5 ℃下保持稳定；能进行美拉德反应，典型的非牛顿型“假塑性流体”。顺序式模拟移动床技术可高效纯化低聚异麦芽糖，为我国高纯度低聚异麦芽糖的大规模商业化生产以及广泛应用提供了相应的技术支撑。高纯度低聚异麦芽糖良好的理化特性为其在食品以及相关功能性糖领域的应用提供理论基础。

关键词：低聚异麦芽糖顺序式模拟移动床色谱制备色谱纯化理化性质

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低聚异麦芽糖糖化转苷工艺的优化及成分分析

中国食品添加剂 2024年第3期35卷 138-146页

作者：杨志强孙洪蕊刘香英张佳霖曾宪鹏康立宁南喜平孟悦吉林省农业科学院长春130033

以玉米面挤压液化后的液化液为原料,使用真菌α-淀粉酶和α-葡萄糖转苷酶完成共同糖化转苷过程。在单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计,运用响应面分析法,研究探讨真菌α-淀粉酶加量、α-葡萄糖转苷酶加量、酶解温度、酶解时间与低... 详细信息

以玉米面挤压液化后的液化液为原料,使用真菌α-淀粉酶和α-葡萄糖转苷酶完成共同糖化转苷过程。在单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计,运用响应面分析法,研究探讨真菌α-淀粉酶加量、α-葡萄糖转苷酶加量、酶解温度、酶解时间与低聚异麦芽糖(IMO)含量的关系。试验结果表明:低聚异麦糖共同糖化转苷的最佳工艺是:真菌α-淀粉酶加量35 U/g,α-葡萄糖转苷酶加量128 U/g,酶解温度55℃,酶解时间18 h,在此条件下进行共同糖化转苷,玉米面的糖化转苷糖液IMO含量可达57.94%。研究为以玉米面为原料高效生产低聚异麦糖提供了参考。

关键词：玉米面糖化转苷真菌α-淀粉酶 α-葡萄糖转苷酶低聚异麦芽糖

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酶法制备低聚异麦芽糖的研究现状

食品工业科技 2023年第17期44卷 463-469页

作者：阮圣慧姜彩霞刘晓兰郑喜群黑龙江八一农垦大学食品学院黑龙江大庆163319 黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术中心黑龙江大庆163319 粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心黑龙江大庆163319 齐齐哈尔大学食品与生物工程学院黑龙江齐齐哈尔161006

低聚异麦芽糖(Isomaltooligosaccharides,IMOs)是公认的具有益生元潜力并对健康有益的功能性食品成分。目前多利用来源广泛且易获得的农产品制备IMOs,因此具有较高的商业价值,并在食品工业中具有广泛的应用前景。本文重点介绍了IMOs的... 详细信息

低聚异麦芽糖(Isomaltooligosaccharides,IMOs)是公认的具有益生元潜力并对健康有益的功能性食品成分。目前多利用来源广泛且易获得的农产品制备IMOs,因此具有较高的商业价值,并在食品工业中具有广泛的应用前景。本文重点介绍了IMOs的酶法生产工艺及其关键技术研究进展,对所涉及的酶法转化、酶膜生物反应器、酶固定化、生物催化进行了分析。针对现有技术的不足,本文结合了现代生物技术,展望了相关酶技术在工业化生产IMOs领域的研究方向,为其产业化发展提供一定参考。

关键词：低聚异麦芽糖酶法制备生产工艺生物技术

黑曲霉AnM1产葡萄糖酸及纯化低聚异麦芽糖

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食品研究与开发 2023年第1期44卷 21-27页

作者：满在伟崔慧慧蒋心怡邹平张迎阳郭静常州大学石油化工学院食品学院江苏常州213164 山东恒仁工贸有限公司山东枣庄277533 常州大学药学院江苏常州213164

该文对黑曲霉AnM1摇瓶发酵产葡萄糖酸及利用黑曲霉AnM1纯化低聚异麦芽糖进行研究。根据葡萄糖酸生产强度和得率确定黑曲霉AnM1摇瓶发酵培养基。发酵后收集的黑曲霉AnM1菌体可重复利用产葡萄糖酸,重复利用3次后葡萄糖酸的生产强度仍在7 g... 详细信息

该文对黑曲霉AnM1摇瓶发酵产葡萄糖酸及利用黑曲霉AnM1纯化低聚异麦芽糖进行研究。根据葡萄糖酸生产强度和得率确定黑曲霉AnM1摇瓶发酵培养基。发酵后收集的黑曲霉AnM1菌体可重复利用产葡萄糖酸,重复利用3次后葡萄糖酸的生产强度仍在7 g/(L·h)以上,得率为1.02 g/g葡萄糖。利用黑曲霉AnM1菌体氧化低聚异麦芽糖反应液中的葡萄糖,可将低聚异麦芽糖含量提高至总糖量的90%以上,其中有效三糖(异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖)含量占总糖的60%以上。黑曲霉AnM1具有较好的葡萄糖酸生产能力,菌体可用于纯化低聚异麦芽糖并能重复使用,在葡萄糖酸和低聚异麦芽糖生产方面具有很好的应用前景。

关键词：黑曲霉AnM1 葡萄糖酸麦芽糖低聚异麦芽糖纯化

饲料中添加低聚异麦芽糖对锦鲤生长性能、血液参数及抗氧化性的影响

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中国饲料 2022年第10期 76-79页

作者：李兆河威海海洋职业学院山东威海264300 山东省海洋经济藻类资源开发与利用工程技术协同创新中心山东威海264300

文章旨在探讨饲料添加不同浓度的低聚异麦芽糖对锦鲤生长性能、血液参数及抗氧化性的影响。试验挑选体质健壮、规格一致的240尾锦鲤,随机分为4组,每组3个重复,每个重复20尾鱼,第一组饲喂基础饲料(CK组),第二组饲喂低聚异麦芽糖(IMO)添加... 详细信息

文章旨在探讨饲料添加不同浓度的低聚异麦芽糖对锦鲤生长性能、血液参数及抗氧化性的影响。试验挑选体质健壮、规格一致的240尾锦鲤,随机分为4组,每组3个重复,每个重复20尾鱼,第一组饲喂基础饲料(CK组),第二组饲喂低聚异麦芽糖(IMO)添加量0.2%的饲料(T1组),第三组饲喂IMO添加量0.4%的饲料(T2组),第四组饲喂IMO添加量0.6%的饲料(T3组),试验共8周。结果显示,T2组增重率、蛋白质效率最高,显著高于CK组(P异性显著(P低聚异麦芽糖具有提高锦鲤生长性能,改善血液免疫功能,提高抗氧化能力的作用,其中低聚异麦芽糖添加量为0.4%时效果最佳。

关键词：低聚异麦芽糖锦鲤生长免疫抗氧化性

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含低聚异麦芽糖的传统麦芽糖食品制备

食品研究与开发 2022年第23期43卷 98-103页

作者：满在伟崔慧慧蒋心怡陈一鸣邹祎然张轩郭静常州大学生物与食品工程学院江苏常州213164 山东恒仁工贸有限公司山东枣庄277533 常州大学石油化工学院江苏常州213164

该文对含低聚异麦芽糖的传统麦芽糖食品制备进行研究,分析传统麦芽糖制备过程中麦芽淀粉酶活性和糖化温度对糖化过程的影响,确定合适的糖化条件。结果表明,在糖化过程中添加适量α-葡萄糖苷酶,可将糖化液中的麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖... 详细信息

该文对含低聚异麦芽糖的传统麦芽糖食品制备进行研究,分析传统麦芽糖制备过程中麦芽淀粉酶活性和糖化温度对糖化过程的影响,确定合适的糖化条件。结果表明,在糖化过程中添加适量α-葡萄糖苷酶,可将糖化液中的麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖总量由187.2 g/kg降至79.9 g/kg,同时生成总量为85.1 g/kg的异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖。通过在传统麦芽糖制备过程中添加α-葡萄糖苷酶,催化糖化液中的麦芽糖、葡萄糖、麦芽三糖等转化成低聚异麦芽糖,能够提升传统麦芽糖食品的健康功能。

关键词：传统麦芽糖糖化还原糖低聚异麦芽糖 α-葡萄糖苷酶

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酶法制备低聚异麦芽糖转苷工艺研究

食品科技 2022年第6期47卷 284-290页

作者：姜彩霞阮圣慧郑喜群李良玉汪睿黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心黑龙江大庆163319 粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心黑龙江大庆163319 黑龙江八一农垦大学食品学院黑龙江大庆163319

低聚异麦芽糖(IMO)作为全球寡糖市场重要的组成部分,具有良好的益生元效应。为系统了解酶法合成低聚异麦芽糖的条件对其含量的影响,以玉米淀粉为原料,利用α-葡萄糖苷酶通过转苷工艺合成低聚异麦芽糖,考察不同条件对其含量的影响。结果... 详细信息

低聚异麦芽糖(IMO)作为全球寡糖市场重要的组成部分,具有良好的益生元效应。为系统了解酶法合成低聚异麦芽糖的条件对其含量的影响,以玉米淀粉为原料,利用α-葡萄糖苷酶通过转苷工艺合成低聚异麦芽糖,考察不同条件对其含量的影响。结果表明:玉米淀粉经液化和糖化工艺后其麦芽糖含量为(74.24±0.36)%,基于单因素试验和响应面优化确定最佳的转苷工艺参数为α-葡萄糖苷酶添加量为86 U/g淀粉液化液、温度58℃、pH值6.0、时间26 h,在此条件下低聚异麦芽糖含量为(62.21±0.36)%,其中异麦芽糖(IG2)、潘糖(P)和异麦芽三糖(IG3)含量分别为(20.91±0.17)%、(4.62±0.09)%和(12.33±0.19)%。

关键词：低聚异麦芽糖玉米淀粉转苷优化

低聚异麦芽糖抗人肝癌HepG2细胞裸鼠移植瘤的作用及其对肿瘤血管生成的影响

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中国新药杂志 2014年第17期23卷 2071-2076页

作者：李宏义陈鹏程陈雪飞李河圣华闻达黄磊卫生部北京医院北京100730 清华大学第一附属医院北京100016 山东滨州医学院附属医院滨州256603 云南昆明医科大学第一附属医院昆明650000 北京大学人民医院北京100044

目的:观察低聚异麦芽糖(isomalto oligosaccharide,IMO)的抗肿瘤作用及其对肿瘤血管生成的影响,同时对其抑制肿瘤血管生成的机制进行初步的探讨。方法:通过体外人脐静脉内皮细胞成管测定实验观察其对内皮细胞体外成管作用的影响,采用人... 详细信息

目的:观察低聚异麦芽糖(isomalto oligosaccharide,IMO)的抗肿瘤作用及其对肿瘤血管生成的影响,同时对其抑制肿瘤血管生成的机制进行初步的探讨。方法:通过体外人脐静脉内皮细胞成管测定实验观察其对内皮细胞体外成管作用的影响,采用人肝癌细胞系HepG2细胞裸鼠移植瘤模型观察其体内抗肿瘤作用,使用Ⅷ因子免疫组化染色观察对肿瘤组织微血管密度的影响,并通过RT-PCR和Western blot方法分别检测移植瘤组织中VEGF和FGF2的mRNA及蛋白表达情况。结果:IMO有显著的抑制内皮细胞体外成管作用。在肝癌移植瘤模型实验中,与对照组相比,IMO低剂量、IMO中剂量和IMO高剂量组的抑瘤率分别为11.89%,30.77%(P异。结论:低聚异麦芽糖能够明显抑制人肝癌细胞HepG2裸鼠皮下移植瘤的生长,且在体外和体内均表现出较强的抑制血管生成作用,下调VEGF和FGF2的表达并抑制血管生成可能是其抗肿瘤的重要机制之一。

关键词：低聚异麦芽糖肝癌血管生成血管内皮生长因子成纤维细胞生长因子2

异源表达α-葡萄糖苷酶高效合成低聚异麦芽糖

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异源表达α-葡萄糖苷酶高效合成低聚异麦芽糖

作者：王志江南大学

学位级别：硕士

低聚异麦芽糖(isomalto-oligosaccharides,IMOs)是一种功能性寡糖,由多个α-D-葡萄糖基组成,通常聚合度在2-10之间,其主要功能性成分包括异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖。IMOs作为益生元、食品添加剂和饲料原料被广泛应用。α-葡萄糖苷酶(... 详细信息

低聚异麦芽糖(isomalto-oligosaccharides,IMOs)是一种功能性寡糖,由多个α-D-葡萄糖基组成,通常聚合度在2-10之间,其主要功能性成分包括异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖。IMOs作为益生元、食品添加剂和饲料原料被广泛应用。α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,EC 3.***.1.20)是合成IMOs的关键酶,部分α-葡萄糖苷酶具有转苷活性,能够以麦芽糖为底物转化生成IMOs。工业生产IMOs所使用的黑曲霉来源的α-葡萄糖苷酶在温度超过50°C时酶活会迅速下降,而提升α-葡萄糖苷酶的热稳定性和工作温度可以有效降低糖液黏度,提高转化效率,节约生产成本。本研究通过对不同微生物来源的α-葡萄糖苷酶进行筛选并在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168中进行异源表达来获取重组α-葡萄糖苷酶,将重组α-葡萄糖苷酶经环化分子改造后进一步提高其热稳定性。通过对环化α-葡萄糖苷酶重组菌株全细胞催化条件优化,并进行5 L发酵罐的放大产酶和转化实验,实现了低聚异麦芽糖的高效合成。主要研究结果如下:(1)克隆了深海地芽孢杆菌HTA-462和嗜热厌氧乙醇菌JW200来源的α-葡萄糖苷酶基因gsj和agl,在B.subtilis168中分别异源表达获得重组α-葡萄糖苷酶GSJ和AGL。以麦芽糖溶液为底物测试了重组α-葡萄糖苷酶GSJ和AGL的转苷活性,GSJ和AGL分别可将17.2%和54%的麦芽糖转化为IMOs。选择转苷活性更高的AGL进行纯化后对其的酶学性质进行进一步研究,AGL在p H 6.0、60°C时展现出最高催化活力;在p H 5.0-9.0时其稳定性良好。热稳定性方面,AGL在60°C时稳定性较好。而当温度提高到65°C时,AGL的酶活迅速下降,42 h后酶活仅剩42.14%。(2)基于异肽键的分子相互作用提升了重组蛋白的热稳定性。选取了Spy Tag/Spy Catcher、Snoop Tag/Snoop Catcher和Sdy Tag/Sdy Catcher三种不同的Catcher/Tag系统以及一种新型的短肽对RIAD/RIDD来构建环化α-葡萄糖苷酶。三种环化α-葡萄糖苷酶Spy Tag-AGL-Spy Catcher、Snoop Tag-AGL-Snoop Catcher和Sdy Tag-AGL-Sdy Catcher的最适温度都提高了5°C,且在65°C下孵育42 h后残余酶活分别为53.7%,73.2%和54.2%。Snoop Tag-AGL-Snoop Catcher的热稳定性是野生型AGL的1.74倍,而最适p H和p H稳定性并没有发生明显改变。通过对野生型和三种环化α-葡萄糖苷酶进行3D结构分析和分子动力学模拟,分析和模拟的结果进一步验证了异肽键的形成和作用。(3)向300 g·L的麦芽糖溶液中投入适量菌体使体系菌体OD为15,在65°C,p H 6.0条件下,重组菌株B.subtilis 168/p MA5-Snoop Tag-AGL-Snoop Catcher全细胞催化12 h后可合成182.5 g·L的IMOs。在5 L发酵罐放大产酶研究中,环化α-葡萄糖苷酶重组菌株B.subtilis 168/p MA5-Snoop Tag-AGL-Snoop Catcher最大菌体量OD达到93.1,最高全细胞酶活为101.2 U·m L,进一步优化全细胞催化反应的条件后,IMOs最高产率可达63.29%。

关键词：低聚异麦芽糖 α-葡萄糖苷酶异源表达异肽键全细胞催化