α-半乳糖苷酶法合成α-半乳糖基-β-環糊精的研究

摘要：應用發芽咖啡豆α－半乳糖苷酶法合成α－半乳糖基－β－環糊精，研究其合成工藝。通過Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ設計等方法，得出工藝條件為α－半乳糖苷酶用量７３ ｎｋａｔ，時間２８ ｈ，ｐＨ ６．３，溫度４０ ℃，振蕩速度７５ ｒ／ｍｉｎ，反應體系包括２ ｍＬ醋酸緩沖液（５０ ｍｍｏｌ／Ｌ），β－環糊精０．４ ｍｏｌ／Ｌ，蜜二糖０．８ ｍｏｌ／Ｌ。在此條件下，α－半乳糖基－β－環糊精絕對產率為２８．４％，比優化前提高了４１．３％。

關鍵詞：α－半乳糖苷酶；酶法合成；α－半乳糖基－β－環糊精；

中圖分類號：ＴＳ２７３ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）19－4041-03

Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ α－Ｇａｌａｃｔｏｓｙｌ－β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ ｂｙ α－ｇａｌａｃｔｏｓｉｄａｓｅ

ＳＨＥＮ Ｗａｎｇ－ｙａｎｇ１，ＪＩＮ Ｚｈｅｎｇ－ｙｕ２，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ３

（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００２３， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２， Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｃｈｉｎａ；３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ－aｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ α－ｇａｌａｃｔｏｓｙｌ－β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ ｂｙ α－ｇａｌａｃｔｏｓｉｄａｓｅ ｏｆ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｃｏｆｆｅｅ ｂｅａｎｓ ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｅｎｚｙｍｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ７３ ｎｋａｔ； Rｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， ２８ ｈ； ｐＨ， ６．３； Rｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ４０ ℃； Oｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ ｓｐｅｅｄ， ７５ ｒ／ｍｉｎ； β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ， ０．４ ｍｏｌ／Ｌ； ｍｅｌｉｂｉｏｓｅ， ０．８ｍｏｌ／Ｌ； ａｎｄ ａｃｅｔａｔｅ ｂｕｆｆｅｒ （５０ ｍｍｏｌ／Ｌ）， ２ ｍＬ， Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ α－ｇａｌａｃｔｏｓｙｌ－β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ ｗａｓ ２８．４％ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ４１．３％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ before optimization．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： α－ｇａｌａｃｔｏｓｉｄａｓｅ； ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ； α－ｇａｌａｃｔｏｓｙｌ－β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ

環糊精（Ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ，常見為β－環糊精）具有內疏水、外親水的特殊性質，在制藥、化工、食品等領域被廣泛地研究及應用。但其溶解性能不佳，制約了進一步的應用研究。改性制備分支環糊精，可以擴大分子親水區域，提高溶解性［１－４］。α－半乳糖基－β－環糊精（α－ｇａｌａｃｔｏｓｙｌ－β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ）是一種分支環糊精，是β－環糊精的衍生物，其具有較高的水溶性，分支上的半乳糖基在動物組織中具有特殊的識別受體，具有廣闊的應用前景［５－７］。前期研究工作采用江南大學食品科學與技術國家重點實驗室自制的發芽咖啡豆α－半乳糖苷酶（α－ｇａｌａｃｔｏｓｉｄａｓｅ，ＥＣ ３．２．１．２２）酶法合成得到α－半乳糖基－β－環糊精，并成功地鑒定了其結構。本實驗以β－環糊精和蜜二糖為原料，優化發芽咖啡豆α－半乳糖苷酶法合成α－半乳糖基－β－環糊精的工藝，有利于提高酶法合成的產量和效率，進而指導生產。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１試劑發芽咖啡豆α－半乳糖苷酶為江南大學食品科學與技術國家重點實驗室自制［８］；對硝基苯酚－α－半乳糖苷（ｐ－Ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ－α－Ｄ－ｇａｌａｃｔｏ ｐｙｒａｎｏｓｉｄｅ，ＰＮＰＧ）和蜜二糖購于Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ（上海）貿易有限公司；其余試劑均為國產分析純。

１．１．２儀器與設備Ｗａｔｅｒｓ ６００高效液相色譜儀，美國Ｗａｔｅｒｓ公司；Ｄｉｒｅｃｔ－Ｑ３超純水系統，美國Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ公司；……