β-半乳糖苷酶的应用研究进展

主要论述了用生物技术生产β－半乳糖苷酶以及此酶在生物技术各个方面的应用。报道了β－半乳糖苷酶在研究和应用上的一些新领域和新进展。     

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。     

β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的研究现状

β-半乳糖苷酶及低聚半乳糖对人体生理功能具有重要作用,本文对两者性质、作用机理及应用进行了概述,并着重介绍目前β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖应用较多的生产方法。     

基于乳糖水解酶的乳酸乳球菌乳糖代谢多样性研究

探究了磷酸-β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷酶对乳酸乳球菌乳糖代谢的影响。通过对12株乳酸菌在以乳糖为单一碳源环境下的生长、产酸、乳糖代谢情况、β-半乳糖苷酶和磷酸-β-半乳糖苷酶活力及发酵液中残留半乳糖含量进行测定,了解不同菌株乳糖代谢的差异。结果表明,不同的乳酸乳球菌乳糖代谢能力存在显著性差异;β-半乳糖苷酶活力较高的菌株发酵液中半乳糖含量为270～4 110 mg/L,而磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的菌株发酵液中半乳糖含量为40～900 mg/L;将磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的乳酸乳球菌与嗜热链球菌复配,发酵液中半乳糖含量较嗜热链球菌单菌发酵时显著降低。磷酸-β-半乳糖苷酶活力较高的乳酸乳球菌有助于降低发酵乳制品中的半乳糖含量。     

酸奶菌种选择对风味、抗微生物活性、β－半乳糖苷酶和B族维生素的影响

酸奶菌种选择对风味、抗微生物活性、β－半乳糖苷酶和Ｂ族维生素的影响Ｂ．Ａ．弗林得等１．引言在发酵过程中，某些物种能合成天然抗菌素、酶类如半乳糖苷酶和Ｂ族维生索，尤其是叶酸；它对保持发酵乳制品的极好质量、高营养价值和治疗性能起到了一份作用。本文总结了作...     

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。     

芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶的性质及其在合成低聚半乳糖中的应用

低聚半乳糖是一种重要的益生元,芽孢杆菌(Bacillales sp.)来源的β-半乳糖苷酶具有转半乳糖苷活性,能合成低聚半乳糖。研究了一个新的芽孢杆菌来源的β-半乳糖苷酶的表达、酶学性质及其在合成低聚半乳糖中的应用。从芽孢杆菌中克隆了一个糖苷水解酶35家族的β-半乳糖苷酶基因(BABgal35A),并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。多重序列比对结果表明:BABgal35A与环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)来源的β-半乳糖苷酶同源性最高,为79.9%,是一个新型的β-半乳糖苷酶(命名为BABgal35A)。粗酶液经Ni-IDA亲和层析纯化得到电泳级纯酶,蛋白电泳分析表明其分子质量为60kDa左右,最适pH值和温度分别为5.0和55℃,并且该酶在pH 值为4.5~8.0,温度为20~45℃时稳定性好。BABgal35A对oNP-β-galactopyranoside具有较高的催化活性。该酶以乳糖为底物合成低聚半乳糖的产率达34%。研究结果表明,芽孢杆菌35家族β-半乳糖苷酶在低聚半乳糖的制备中具有潜在的应用价值。     

嗜酸乳杆菌产生β-半乳糖苷酶活力的测定及数学模型的建立

以MRS为培养摹，对L．acidophilus Ind-1和L．acidophilus Lakcid两菌株产生β—半乳糖苷酶的活力进行了研究。结果表明，采用1％SDS：氯仿=1：10细胞破壁β—半乳糖苷酶的提取率较高，37℃ 36h培养，L．acidophilus Ind-2和Lacidophilus Lakcid可以产生2．229μ moleONP／L．min和1．808μ moleONP／L．min的β—半乳糖苷酶，且该酶在MRS培养基中积累的数学模型为Logistic和Mistcherlich方程。     

海藻酸钙固定化β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖

研究了强化海藻酸钙固定化β-半乳糖苷酶的方法以及固定化酶的性质,并用于制备低聚半乳糖。研究表明,用海藻酸钙包埋、戊二醛进行交联、对β-半乳糖苷酶进行固定,方法简便、酶的活力回收率高。所得固定化酶强度和活力高,对热、pH值耐受范围较游离酶宽,最佳反应温度和pH与游离酶相同,且贮存稳定性好。以乳糖为原料,用海藻酸钙固定化β-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖,随着时间的延长,低聚半乳糖合成率呈抛物线变化。在温度55℃、pH6.0、乳糖浓度40%、反应时间为30h时,低聚半乳糖的合成率达最大值36.37%。     

乳酸克鲁维酵母乳糖酶合成低聚半乳糖的研究

低聚半乳糖因其具有优越的生理功能而获得广泛关注。利用乳酸克鲁维酵母来源的β-半乳糖苷酶水解乳糖进行酶法合成低聚半乳糖的研究,应用薄层层析定性、HPLC-ELSD定量技术对低聚半乳糖进行分析,并对其合成条件进行优化。β-半乳糖苷酶水解乳糖合成低聚半乳糖的最佳反应条件为:底物(乳糖)浓度50%、加酶量40 U/g、p H7.5、50℃,以上条件下反应2 h,低聚半乳糖产率为23.4%。     

克雷伯氏菌产β-半乳糖苷酶的异源表达及低聚半乳糖合成工艺优化

β-半乳糖苷酶是低聚半乳糖制备过程中的关键酶。本文克隆生菌株克雷伯氏菌B5582Y的β-半乳糖苷酶基因lacZ,并成功构建大肠杆菌重组质粒pET28a-24。经IPTG诱导表达其酶活力比野生菌株提升近10倍。通过单因素及响应面法考察重组酶对低聚半乳糖合成的影响,得到最佳工艺条件为:加酶量130 U/mL,温度44℃,底物添加量90%,pH 7.0～7.5,反应时间10 h,低聚半乳糖的产率达44%。重组酶表现出较好的转糖苷活性,在低聚半乳糖合成领域具有较大的应用潜力。     

乳糖水解过程低聚半乳糖的形成及机制

介绍双歧杆菌生长因子－低聚半乳糖对机体的生理功能,综述了β－半乳糖甘酶水解乳糖的作用及不同来源的β－半乳糖甘糖形成的转化产物,列出乳糖酶水解的四种模式,并阐述低聚半乳糖的研究现状和发展前景。     

响应面法优化β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖工艺

本文以乳糖为起始原料,在单因素实验的基础上,结合响应面分析法考察加酶量、反应温度、反应时间、反应pH等因素对低聚半乳糖总产率和低聚半乳四糖产率的影响,优化β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖工艺。结果表明,β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖的最佳工艺参数为起始乳糖浓度300 g/L、加酶量8.25 U/g乳糖、反应温度49 ℃、反应时间16 h、反应pH5.6。在此条件下,低聚半乳糖总产率为14.61%,低聚半乳四糖产率为3.31%。该方法针对性提高高聚合度低聚半乳糖的产率,可为低聚半乳糖的功能性应用及特医食品的研发提供参考。     

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。     

一株产β-半乳糖苷酶酵母菌株的选育研究

要通过对中国微生物研究所提供的四株酵母菌株的筛选,从中选出β—半乳糖苷酶酶活力较高的马克斯克鲁维酵母KluyveromycesmarxianusVar.marxianus,对此酵母进行诱变后,得到一株高产β-半乳糖苷酶的酵母菌株15D,并进行了摇瓶和发酵罐培养试验。     

Kluyveromyces fragilis β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖

低聚半乳糖具有促进肠道有益菌增殖、抗龋齿、低能量等特定的生理功能。研究了酶反应条件对脆壁克鲁维酵母(kluyveromyces fragilis)β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的影响。以乳糖为底物,k.fragilis β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,反应20h低聚半乳糖的产率达到最大。底物初始浓度影响k.fragilis β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的产率,乳糖起始浓度由110mg/mL增加到660mg/mL,低聚半乳糖的含量从43mg/mL增加到207mg/mL。     

环氧基载体固定化K.fragilis β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖

采用悬浮聚合法制备了表面含有活性环氧基的载体,研究了初始酶浓度及反应时间对该载体固定化K.fragilis-β-D-半乳糖苷酶效率的影响,应用环氧基载体固定化酶催化合成低聚半乳糖,探讨影响低聚半乳糖合成量的因素.结果表明:制备的环氧基载体为单一分散、近似球形、粒径约为150～200μm的球体.初始酶浓度为4.0mg/m L,环氧基载体对K.fragilis-β-D-半乳糖苷酶的固定化量达到最大值,为69.8mg/g载体,初始酶浓度为3.0mg/m L时,固定化酶的活力回收率最大,约为70％.固定化的酶量随着固定化的时间增加而增加,固定化10h时酶量达到最大值.固定化K.fragilis-β-D-半乳糖苷酶催化合成低聚半乳糖的最适底物浓度为150g/L,反应4h GOS的产率达到最大,为40g/L.     

适冷β-半乳糖苷酶及其在食品工业中的应用

β-半乳糖苷酶,又称乳糖酶,广泛存在于细菌、真菌、酵母菌等微生物中,主要功能是乳糖水解和合成低聚半乳糖。利用β-半乳糖苷酶生产低乳糖牛奶等乳制品成为解决乳糖不耐受问题最有效的途径,然而常用的商业化β-半乳糖苷酶的最适反应温度大多较高,对pH的要求比较严格,存在生产成本较高、消耗能量高等问题。适冷β-半乳糖苷酶在低温下也具有较高的酶活性,广泛应用于食品行业中,尤其在乳品工业。在低温下水解乳糖,生产低乳糖或无乳糖乳制品,供乳糖不耐受者食用,可降低成本、节约能源,具有重要意义。该文综述了β-半乳糖苷酶的微生物来源、特性、催化特性的研究现状,对适冷β-半乳糖苷酶的来源、特性、耐冷机制及工业化应用进行了系统阐述,并对其前景进行了展望。     

牛乳中原生低聚半乳糖的酶法合成及响应面优化

主要探讨了利用牛乳中的乳糖直接合成原生低聚半乳糖的可行性,同时低聚半乳糖(GOS)的合成量还能支持到膳食纤维(以低聚半乳糖计≥1.5%)宣称的工艺和配方。进一步,在探索酶法合成低聚半乳糖的过程中,主要通过单因素试验设计和响应面试验设计讨论了β-半乳糖苷酶添加量、牛乳中初始乳糖含量和反应时间对低聚半乳糖的合成量的影响。结果表明,在β-半乳糖苷酶添加量0.09%±0.01%、牛乳中初始乳糖含量6.0%±0.2%、反应时间4.5±0.5 h的条件下, GOS合成量达到2.07%±0.15%。试验结果可有效运用于新型乳品开发。     

乳链球菌乳糖利用阴性突变体的分离及其性质研究

以紫外线和溴乙锭对乳链球菌６０３０和６０２５菌株诱变，筛选出乳糖代谢障碍突变体，测定了乳链球菌及其突变体利用糖类的能力和β－半乳糖苷酶活力，经质粒ＤＮＡ检测和Ｓｏｕｔｈｃｍ印迹杂交分析，证实乳链球菌Ｌａｃ＾－突变体乳糖代谢能力的丧失与含有乳糖代谢基因的大质粒有关。