專利名稱：含有半乳寡聚糖的組合物及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有半乳寡聚糖(galacto-oligosaccharide)的組合物以及一種生產(chǎn)其的有效方法。
背景技術(shù)：
已知人類的母乳中含有許多不同的寡糖(低聚糖，oligosaccharide),母乳喂養(yǎng)對(duì)嬰兒健康的有益影響要?dú)w因于這些寡糖(Kunz et al.(2000))。例如，將某些寡糖(如F0S、G0S、或菊糖(inulin))稱為益菌素(益生元，prebiotic),這意味著它們促進(jìn)胃腸系統(tǒng)的有益細(xì)菌并且抑制有害細(xì)菌。由于寡糖促進(jìn)健康的作用，常常將它們用于功能性食品中，如嬰兒配方和臨床營(yíng)養(yǎng)品。存在一些方法來(lái)生產(chǎn)寡糖。一種方法是基于從天然存在的來(lái)源中分離寡糖。例如在洋姜(Jerusalem artichoke)、牛蒡、菊苣、韭蔥(leek)、洋蔥、和蘆笑中天然發(fā)現(xiàn)的果寡糖(FOS)和菊糖，并且可以從這些農(nóng)作物中將它們分離。例如在Frank (2002)中描述了由菊苣根莖制備菊糖。合適 的農(nóng)作物的可用性限制了寡糖的這種生產(chǎn)方法，而且對(duì)于更復(fù)雜的寡糖的實(shí)施而言可以是不可能的。另一種方法是基于酶促合成，其中酶類催化寡糖的合成。Yun (1996)描述了使用具有果糖基轉(zhuǎn)移酶活性的酶類并使用蔗糖作為酶的底物的果寡糖(低聚果糖，fructo-oligosaccharide)的酶法生產(chǎn)(enzymatic production)。在 WO 01/90, 317 A2 中描述了酶促合成的另一個(gè)實(shí)例，其披露了一種使用特定β -半乳糖苷酶和乳糖作為底物生產(chǎn)式為Gal-Gal-Glc的半乳寡糖(GOS)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供生產(chǎn)半乳寡聚糖的改進(jìn)的方法。此外本發(fā)明的目的使提供改進(jìn)的含有半乳寡聚糖的組合物。本發(fā)明人已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)，可以使用具有β_半乳糖苷酶活性的酶類(優(yōu)選具有T值為最多0.9)來(lái)高效地合成特定類型的半乳寡聚糖，其中半乳糖基受體與半乳糖基供體不同。從而，本發(fā)明的一方面涉及一種包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:a)提供包含以下的混合物-包含結(jié)合至離去基團(tuán)的半乳糖基基團(tuán)的半乳糖基供體，-不同于半乳糖基供體的半乳糖基受體，以及其中半乳糖基受體和半乳糖基供體之間的摩爾比至少為1:10，其中該混合物包含至少0.05mol/L的半乳糖基受體，b)提供具有β -半乳糖苷酶活性的酶，所述酶與混合物接觸，c)使酶釋放半乳糖基供體的離去基團(tuán)并將半乳糖基供體的半乳糖基基團(tuán)轉(zhuǎn)移至半乳糖基受體上，從而形成半乳寡聚糖，由此獲得包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物。本發(fā)明公開(kāi)了用于高產(chǎn)率低廉且有效地生產(chǎn)復(fù)雜的半乳寡聚糖組合物。此外本發(fā)明表現(xiàn)出降低可能導(dǎo)致不期望的副產(chǎn)品的半乳糖基供體的自身半乳糖苷化(self-galactosylation)程度,從組合物中除去這類副產(chǎn)品是昂貴的。優(yōu)選地，除β -半乳糖苷酶活性之夕卜，酶也具有轉(zhuǎn)半乳糖苷(transgalactosylation)活性。也可以優(yōu)選具有最多為0.9的T值的酶。在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)β -半乳糖苷酶的“轉(zhuǎn)半乳糖苷活性”指的是酶將半乳糖基基團(tuán)從供體分子(例如乳糖分子)轉(zhuǎn)移至非水分子(例如另一種乳糖分子)的能力。T值是β -半乳糖苷酶使用乳糖既作為半乳糖基供體又作為半乳糖基受體的轉(zhuǎn)半乳糖苷效率的度量。β-半乳糖苷酶的T值的測(cè)定是根據(jù)試驗(yàn)以及在實(shí)施例2中描述的公式進(jìn)行的。利用以下公式計(jì)算T值:
T倌=產(chǎn)生的半乳糖的量(moD使用的乳糖的量(卿/)在沒(méi)有任何轉(zhuǎn)半乳糖苷活性的情況下，對(duì)于使用的每mol的乳糖，乳糖酶將產(chǎn)生Imol的半乳糖，并將具有的T值為I。具有極高轉(zhuǎn)半乳糖苷活性的β_半乳糖苷酶將使用幾乎所有的來(lái)自乳糖的半乳糖基基團(tuán)用于轉(zhuǎn)半乳糖苷而不是產(chǎn)生半乳糖，隨之得到接近O的T值。本發(fā)明的又一方面涉及包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物，其中組合物可以通過(guò)如本文中描述的方法獲得。 將本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)描述如下。


圖1a顯示了在實(shí)施例3中描述的混合物(含有乳糖和L-巖藻糖)在用酶溫育之前的HPLC色譜圖。圖1b顯示了實(shí)施例3的混合物在用酶溫育之后的HPLC色譜圖，其中清晰地給出了含有L-巖藻糖的半乳寡聚糖的峰(峰6、峰7、和峰8)。圖2包括實(shí)施例3的混合物中的乳糖、葡萄糖、和半乳糖在酶促反應(yīng)期間的濃度(任意單位)的曲線圖。圖3包括實(shí)施例3的混合物中的寡糖Gal-Fuc、Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反應(yīng)期間的濃度(任意單位)的曲線圖。圖4包括實(shí)施例4的混合物中的寡糖Gal-Fuc、Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Fuc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反應(yīng)期間的濃度(任意單位)的曲線圖。圖5 包括實(shí)施例 5 的混合物中的寡糖Gal-GalNAc、Gal-Gal-GalNAc/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-GalNAc/Gal-Gal-Gal-Glc在酶促反應(yīng)期間的濃度(任意單位)的曲線圖。圖6包括實(shí)施例6的混合物中的寡糖Gal-Xyl、Gal-Gal-Xyl/Gal-Gal-Glc、和Gal-Gal-Gal-Xyl/Gal-Gal -Gal-Glc在酶促反應(yīng)期間的濃度(任意單位)的曲線圖。
具體實(shí)施方式
如上所述，本發(fā)明的一方面涉及一種包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:a )提供混合物，包含-包含結(jié)合至離去基團(tuán)的半乳糖基基團(tuán)的半乳糖基供體，-不同于半乳糖基供體的半乳糖基受體，以及其中半乳糖基受體和半乳糖基供體之間的摩爾比至少是1:10，其中該混合物包含至少0.05mol/L的半乳糖基受體，b)提供具有β -半乳糖苷酶活性和優(yōu)選具有最多為0.9的T值的酶，所述酶與混合物接觸，以及c)使酶釋放半乳糖基供體的離去基團(tuán)并將半乳糖基供體的半乳糖基基團(tuán)轉(zhuǎn)移至半乳糖基受體，從而形成半乳寡聚糖，由此獲得包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物。在本發(fā)明的背景下,術(shù)語(yǔ)“糖基基團(tuán)”(glycosyl group)指的是通過(guò)從單糖或較低寡聚糖(如二糖或三糖)上或從相應(yīng)的糖醇上除去一個(gè)或兩個(gè)羥基而得到的基團(tuán)。本文中的術(shù)語(yǔ)用來(lái)描述半乳糖基供體、半乳糖基受體、和寡聚糖的各種結(jié)構(gòu)單元(building block)。大多數(shù)常見(jiàn)糖類和它們相應(yīng)的糖基基團(tuán)的縮寫在下面示出。
權(quán)利要求
1.一種包含一種或多種半乳寡聚糖的組合物的生產(chǎn)方法，所述方法包括以下步驟:a)提供包含以下的混合物-包含結(jié)合至離去基團(tuán)的半乳糖基基團(tuán)的半乳糖基供體，所述半乳糖基供體的摩爾重量最多為350g/mol,-不同于所述半乳糖基供體的半乳糖基受體，所述半乳糖基受體是糖類或糖醇，以及其中所述半乳糖基受體和所述半乳糖基供體之間的摩爾比至少為1:10，并且其中所述混合物包含至少0.05mol/L的所述半乳糖基受體，b)提供具有β-半乳糖苷酶活性和具有最多為0.9的T值的酶，所述酶與所述混合物接觸，以及c)使所述酶釋放所述半乳糖基供體的所述離去基團(tuán)，并將所述半乳糖基供體的所述半乳糖基基團(tuán)轉(zhuǎn)移至所述半乳糖基受體，從而形成所述半乳寡聚糖，由此獲得包含所述半乳寡聚糖的所述組合物。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述半乳糖基供體的所述離去基團(tuán)是糖基基團(tuán)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酶包含:-相對(duì)于SEQ ID N0.2的氨基酸序列具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相對(duì)于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Met (I)至Ile (1174)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相對(duì)于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Met (I)至Gly (1752)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列，或-相對(duì)于SEQ ID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少80%的序列同一性的氨基酸序列。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酶包含相對(duì)于SEQID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少90%的序列同一性的氨基酸序列。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酶具有相對(duì)于SEQID N0.2的氨基酸序列Val (33)至Ile (1174)具有至少90%的序列同一性的氨基酸序列。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酶具有SEQID N0.2的氨基酸序列 Val (33)至 Ile (1174)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟c)包括加入另外的半乳糖基供體。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟c)期間，所述混合物的半乳糖基供體的濃度保持在濃度為0.01-lmol/L的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟:d)富集步驟c)的所述組合物中的所述半乳寡聚糖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述富集包括色譜分離和/或納米過(guò)濾。
11.一種可通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的方法獲得的含有半乳寡聚糖的組合物。
12.—種含有半乳寡聚糖的組合物，包含:-具有通式Gal-X的第一半乳寡聚糖，-具有通式Gal2X的第二半乳寡聚糖，以及-具有通式Gal3X的第三半乳寡聚糖；其中X是糖基基團(tuán)，其不是乳糖基或葡糖基，并且其中，以下兩者之間的摩爾比至少為5:95:-所述半乳寡聚糖Gal-X、Gal2X、和Gal3X的總量，和-所述半乳寡聚糖Gal-Glc、Gal2Glc, Gal3Glc的總量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的含有半乳寡聚糖的組合物，其中，所述第一半乳寡聚糖、所述第二半乳寡聚糖、和所述第三半乳寡聚糖之間的摩爾比是50-99:1-45:0.5-25。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的含有半乳寡聚糖的組合物，相對(duì)于所述含有半乳寡聚糖的組合物的總重量，包含所述第一半乳寡聚糖、第二半乳寡聚糖、和第三半乳寡聚糖的總量為按重量計(jì)至少10%。
15.一種包含根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任一項(xiàng)所述的含有半乳寡聚糖的組合物的食品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有半乳寡聚糖的組合物的生產(chǎn)方法，以及含有這種半乳寡聚糖的組合物。
文檔編號(hào)C07H3/06GK103080329SQ201180035455
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者漢斯·貝特爾森, 彼得·朗堡魏謝 申請(qǐng)人:阿爾拉食品公司