米曲霉β-半乳糖苷酶的性质及其水解作用

β-半乳糖苷酶能够水解牛乳和其它乳制品中的乳糖,同时还具有转半乳糖苷作用。本文通过实验分析了米曲霉β-半乳糖苷酶的酶学性质,并证实了其对乳糖的水解作用。     

β-半乳糖苷酶的微生物细胞表面展示及其应用

β-半乳糖苷酶是一种在乳制品生产、医药、生化分析等领域得到广泛应用的酶制剂。商品化β-半乳糖苷酶多以游离形式存在,但游离的β-半乳糖苷酶制造过程复杂、稳定性低、易失活、有机溶剂耐受性差、重复利用率低,这些制约因素限制了β-半乳糖苷酶的进一步应用。将β-半乳糖苷酶通过基因工程技术固定在微生物细胞表面,该系统的优点有:1)在工业生产过程中,无需经复杂的分离纯化和固定化操作,成本低;2)稳定性高、有机溶剂耐受性强,既可用于反应条件温和又能满足复杂体系、反应条件剧烈的催化需求;3)拓展β-半乳糖苷酶在蛋白质工程研究、生物传感器制造等领域的应用。β-半乳糖苷酶表面展示所用宿主包括乳酸菌、酵母和芽孢,该文分别综述这3种宿主中β-半乳糖苷酶表面展示系统的研究进展及其在酶的生产、作为报告蛋白和全细胞生物催化方面的应用。     

高产β-半乳糖苷酶植物乳杆菌的筛选及其酶学性质研究

β-半乳糖苷酶不仅能通过分解乳制品中乳糖解决乳糖不耐症问题,同时能通过转糖苷作用合成具有益生功能的低聚半乳糖。从8株植物乳杆菌中筛选出高产β-半乳糖苷酶菌株K2,比活力高达6620 U/g,并对β-半乳糖苷酶酶学性质进行研究。结果表明:β-半乳糖苷酶最适和最稳定的pH值为6.5,最适温度为60℃,而在40℃稳定性最强。Mg2+对β-半乳糖苷酶活力有明显促进作用,而Cu2+有强烈抑制作用,通过推导求得米氏常数Km,oNPG=1.15 mmol/L,最大反应速率Vmax,oNP=6.34μmol/(min.mg)。研究结果为具有解决乳糖不耐受症的植物乳杆菌微生态制剂的开发奠定了基础。     

半乳糖苷酶基因重组酵母的酒精发酵

半乳糖苷酶催化半乳糖苷键的水解,包括α-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶。就半乳糖苷酶的应用研究,尤其是半乳糖苷酶遗传修饰酵母在酒精发酵中的作用进行了简要综述。     

微泡菌ALW1重组β-半乳糖苷酶的异源表达和酶学性质

β-半乳糖苷酶催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,是乳制品加工中重要的酶。该研究将微泡菌ALW1菌株的β-半乳糖苷酶在大肠杆菌BL21（DE3）中进行异源表达和纯化,研究其酶学性质。结果表明,微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶属于GH1家族,利用Ni-NTA Agarose亲和层析获得的重组β-半乳糖苷酶分子量约为64 ku。重组酶的最适反应温度为30 ℃,最适pH为4.5。温度低于25 ℃、pH 4.0~5.0条件下,β-半乳糖苷酶具有良好稳定性。重组β-半乳糖苷酶对DTT、吐温20和吐温80具有良好的耐受性;离子型去垢剂SDS和CTAB存在时,β-半乳糖苷酶几乎丧失活性。重组β-半乳糖苷酶的Km和Vmax分别为10.98 mmol/L和7.48 U/mg。结构模拟显示,微泡菌β-半乳糖苷酶的催化酸/碱残基和亲核残基分别为Glu186和Glu370。该研究为来自微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶在食品领域的应用奠定理论基础。     

乳酸菌与乳糖酶

介绍了β-半乳糖苷酶的来源分布、基因组成差异、工业中的用途以及生产制备方法;并以乳酸菌为例,阐述了不同来源乳酸菌中乳糖酶的种类,乳酸菌中乳糖酶基因的克隆,相关的表达体系,以及利用乳酸菌生产β-半乳糖苷酶的方法以及发展前景。     

β-半乳糖苷酶的研究现状与进展

β-半乳糖苷酶是一种重要的食用生物催化剂,具有催化β-1,4糖苷键水解和转糖苷作用,并被广泛应用于乳糖水解及低聚半乳糖合成。作为糖苷水解酶家族的重要成员,β-半乳糖苷酶在理论与应用方面均积累了丰富的研究成果。作者从酶的家族分布、催化机制形成、分子结构分析及特殊酶学性质发掘等方面对β-半乳糖苷酶的研究现状进行综述,以期为β-半乳糖苷酶催化调控的深入探索与应用开发提供参考。     

奶酪中高产β-半乳糖苷酶菌株的筛选及发酵条件的优化

以新疆哈萨克族奶酪样品为原料,通过蓝白斑筛选找到9株产β-半乳糖苷酶的菌株.经过摇瓶发酵测定β-半乳糖苷酶的水解活性,筛选出一株酶活力较高的菌株y-2,经鉴定为马克斯克鲁维酵母.通过研究温度、pH、破壁时间、乳糖浓度、金属离子和接种量6个参数对这株菌酶活的影响,以优化合成培养基中β-半乳糖苷酶的产生.通过单因素试验进行...     

高水解率低乳糖奶的制备及糖类分析

以乳糖水解率为考察指标,通过响应面法优化低乳糖奶的水解工艺,确定酶法生产低乳糖奶的最佳条件为:酶与底物比例([E]/[S])1.50‰、水解温度38.15℃,水解时间3.0h,该条件下制备的低乳糖奶的乳糖水解率达92.67%,且经高效液相色谱法(HPLC)检测发现有14.02%的低聚糖存在,说明β-半乳糖苷酶既能水解乳糖,又有转糖苷的作用。     

来源于热泉宏基因组的β-半乳糖苷酶及其特征

研究了在大肠杆菌中克隆和表达来自热泉宏基因组的一个β-半乳糖苷酶基因以及该β-半乳糖苷酶在动物营养中的初步应用。以大理洱源一个65℃热泉微生物宏基因组DNA为模板,克隆得到该基因全序列。根据同源性分析,该β-半乳糖苷酶与Thermotoga lettingae TMO来源的糖苷水解酶(Sequence ID:YP_001471199.1)同源性最高,为71%。重组转化子经诱导所得酶最适反应温度为55℃,最适pH值为7.5,酶液经58℃热处理30min,酶活残留65%以上,该酶能将乳糖或豆粕中的乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。     

耐热β-半乳糖苷酶的研究进展

耐热-半乳糖苷酶因其具有较高的作用温度和良好的热稳定性,在乳制品生产领域展现出广阔的应用前景,其理论及应用价值正逐渐成为近年来的研究热点。从耐热-半乳糖苷酶的来源、酶学性质、结构特征、催化机制及定向进化研究方面综述了耐热-半乳糖苷酶的研究进展,并对其应用及研究前景进行了展望。     

多粘类芽孢杆菌适冷性新型β-半乳糖苷酶的重组表达和酶学性质

目的：本实验旨在挖掘一个适冷性新型β-半乳糖苷酶,为低温生产低乳糖乳制品或合成低聚半乳糖（Galactooligosaccharides,GOS）提供基础。方法：从多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）基因组中克隆一个β-半乳糖苷酶（PpBgal42A）基因,构建重组表达质粒pET-28a-PpBgal42A在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,经亲和层析纯化后研究重组β-半乳糖苷酶的酶学性质,利用高效液相色谱检测各糖分浓度,以GOS转化率为指标,评价PpBgal42A的转糖苷能力。结果：PpBgal42A与酸热脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus acidocaldarius）来源的糖苷水解酶42家族β-半乳糖苷酶同源性最高,为59.9%。纯化后,PpBgal42A的比活力为163.7 U/mg,分子量约为79 kDa。其最适p H和温度分别为pH7.5和35℃,在pH7.0～9.5范围内和4～35℃以下保持稳定,50℃时快速失活,35℃时的半衰期为1777 min。PpBgal42A利用350 g/L乳糖于30℃反应6 h后合成GOS的转化率为31...     

产耐热β-半乳糖苷酶蜜源芽孢杆菌的鉴定及酶学性质

从分离自蜂蜜的芽孢杆菌中筛选到一株高产β-半乳糖苷酶的菌株,鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),并命名为Bacillus licheniformis SYBC hb15。纯化该酶并研究其酶学性质,以邻硝基酚-β-D-半乳糖苷(ONPG)为底物,B. licheniformis SYBC hb15所产β-半乳糖苷酶的最适水解反应温度是60℃;70℃放置60 min后酶活力仍保留65%,具有较高的热稳定性;与嗜热菌Talaromyces thermophilus来源的β-半乳糖苷酶相比,葡萄糖对其水解活性的抑制较弱。因此,B. licheniformis SYBC hb15所产的β-半乳糖苷酶具有较高的热稳定性和葡萄糖耐受性,有很好的工业应用潜力。     

产低温β-半乳糖苷酶菌株的筛选及其酶学性质研究

从新疆高寒冻土、冷冻乳制品及生乳中分离到101株耐冷菌,利用低温β-半乳糖苷酶筛选模型,获得1株低温酶高产菌株L2004,根据其形态特征、生理生化特性,鉴定为短芽孢杆菌属(BrevibacillusShida,1996)。在以乳糖为主要碳源的发酵培养基中,L2004菌最适生长温度和最适产酶温度分别为20、15℃。该低温酶的最适pH值为6.5,最适作用温度为33℃,0℃相对酶活为总酶活的25%,在0～0℃范围内,具有较好的稳定性。不同金属离子对β-半乳糖苷酶活性的影响为:Mn2 >Mg2 >K >Na >Ca2 >Fe2 >Hg2 >Cu2 >Zn2 。Mn2 、Mg2 增强酶活,而Hg2 、Cu2 、Zn2 抑制酶活。该酶Km值为5.29mmol/L,具低温酶特性。     

马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶合成条件的优化及其酶学性质表征

β-半乳糖苷酶是广泛使用的食品添加剂,主要用于降解乳制品中的乳糖,缓解乳糖不耐受症状。该研究对实验室保藏菌株马克斯克鲁维酵母的发酵条件进行了优化。在20 g/L半乳糖、20 g/L玉米浆干粉、40℃、初始pH 6.5、150 r/min的条件下,粗酶液的酶活力为26.3 U/mL,表明该菌株具有利用廉价碳氮源高效生产β-半乳糖苷酶的潜力。通过DEAE阴离子交换层析进一步纯化得到比活力为124.09 U/mg的纯化酶。纯化后酶的最适温度40℃,最适pH 6,K_m为5.28 mmol/L,k_cat为4.74 s^-1。此外,发现该酶受Mg²⁺的促进,在20～40℃表现出优异的热稳定性,40℃下30 min仍能保持95.6%的活力。因此,马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶比乳酸克鲁维酵母的热稳定性更好,具有潜在的工业应用潜力。     

低乳糖奶的研究进展及应用

乳制品富含优质蛋白质、乳脂、乳糖等营养成分和钙、磷、钾等矿物质及多种维生素,同时含有多种免疫物质、酶及激素等具有生理活性调节功能的生物活性物质,且消化率和吸收率极高,被成为人体的"白色血液",是目前发现的最理想的天然食品。近年来,我国乳业发展非常迅速,但与世界平均水平仍存在巨大的差距,制约我国乳业发展的一个重要原因就是乳糖不耐症。如利用β-半乳糖苷酶对牛奶进行水解,可通过水解反应生成易被人体吸收的葡萄糖和半乳糖,其中部分半乳糖在β-半乳糖苷酶的作用下合成6%8%的"双歧因子"低聚半乳糖。低乳糖牛奶不仅提高了牛奶的营养价值,缓解乳糖不耐症的症状,提高钙的吸收利用率,而且含有的低聚半乳糖还可以促进体内益生菌群的增殖,减少肠道内有害物质的生成。     

具有β-半乳糖苷酶转苷能力的菌株筛选及鉴定

以乳糖为惟一碳源,5-溴-4-氯-3-吲哚- β -D-半乳糖苷(X-gal)为显色剂,从土壤中筛选出10株产β- 半乳糖苷酶较高、生长较好的菌株.在30 ℃下发酵产酶,测定邻硝基苯- β- D-半乳糖苷(ONPG)水解能力.在50 mmol/L磷酸钾缓冲液(pH 7.0)中,加入400 g/L乳糖和200 g/L果糖,并分别添加10株菌所产β- 半乳糖苷酶, 至酶活为400 U/L,37 ℃下反应8 h,经高效液相色谱分析,编号为2-1样品中含有乳果糖.通过形态特征和16S rDNA 序列分析,鉴定菌株2-1为节杆菌属.     

响应面法优化低乳糖奶水解工艺

牛奶及乳制品营养丰富,容易消化吸收,人称"白色血液",是最理想的天然食品。近年来我国乳业发展迅速,但与世界平均水平仍存在巨大的差距,制约我国乳业发展的一个重要原因就是乳糖不耐症。利用β-半乳糖苷酶对牛奶进行水解可生成易被人体吸收的葡萄糖、半乳糖及"双歧因子"低聚半乳糖,不仅能解决乳糖不耐症问题,还能增加牛奶的营养价值。本文在单因素初步试验的基础上,以低聚半乳糖合成率为响应指标,通过响应分析法对低乳糖水解工艺进行优化。结果表明,当反应温度为45.3℃、加酶量为2.5mL及反应时间为69.7min时,低聚半乳糖得率达到最大值6.15%。通过乳果糖试剂盒测定水解后低乳糖奶中乳果糖含量,平均含量为158.17mg/L。     

基于β-半乳糖苷酶的低聚半乳糖制备研究进展

低聚半乳糖(GOS)是一种广泛存在于人类母乳中的天然功能性食品成分,通过β-半乳糖苷酶(β-gal)酶法生产是目前商业上最重要的GOS来源.β-gal是一类重要的糖苷水解酶,具有水解和转糖苷功能.由于β-gal来源和应用方式的复杂性,对应的GOS产物在结构和纯度上有很大差异,因此,以高产高纯度GOS为导向的β-gal研...     

响应面法优化低乳糖奶水解工艺

牛奶及乳制品营养丰富,容易消化吸收,人称“白色血液”,是最理想的天然食品.近年来我国乳业发展迅速,但与世界平均水平仍存在巨大的差距,制约我国乳业发展的一个重要原因就是乳糖不耐症.利用β-半乳糖苷酶对牛奶进行水解可生成易被人体吸收的葡萄糖、半乳糖及“双歧因子”低聚半乳糖,不仅能解决乳糖不耐症问题,还能增加牛奶的营养价值.在单因素初步试验的基础上,以低聚半乳糖合成率为响应指标,通过响应分析法对低乳糖水解工艺进行优化.结果表明,当反应温度为45.3℃、加酶量为2.5ml及反应时间为69.7min时,低聚半乳糖得率达到最大值6.15％.通过乳果糖试剂盒测定水解后低乳糖奶中乳果糖含量,平均含量为158.17mg/L.