文档介绍：--------------------校验:_____________--------------------日期:_____________酵母菌液体发酵生产β半乳糖苷酶的研究正文引言β-半乳糖苷酶(-galactosidase),又称乳糖酶(Lactose),广泛存在于各种动物、植物及微生物中,是一种白色粉末,无味,溶解后是一种浅棕色液体。乳糖酶位于小肠空肠段黏膜上皮细胞的刷状缘,催化β-半乳糖苷类化合物中β-半乳糖苷键,使其发生水解断裂,乳汁中的乳糖只有经乳糖酶的催化水解为葡萄糖和半乳糖后,才能被小肠吸收。除能使乳糖分解生成半乳糖和葡萄糖外,还具有转半乳糖苷的作用。大量研究表明哺乳动物的乳糖酶活性随年龄的增长,具有典型的生理性降低,***乳糖酶下降的不可逆受基因控制。全世界乳糖酶缺乏的发生率在50%以上,而我国有90%左右***缺乏乳糖酶。若乳糖酶缺乏者一次摄入较多乳糖,乳糖未能及时被消化吸收,引起医学上的乳糖不耐受症(lactoseintolerance),其解决途径之一是采用外源性乳糖酶替补疗法[1,2]。我国人口属乳糖酶缺乏的高发群体,由于乳糖酶的缺乏,对利用乳品作为廉价的动物蛋白及钙的来源以改善人群的营养状况造成困难。为弥补肠道乳糖酶的不足,可采用微生物来源的乳糖酶预处理乳品生产低乳糖食品[3-5]。利用乳糖酶水解乳糖的性质降低乳制品的乳糖含量,开发更易于被人体吸收、被更多的消费群体所适用的低乳糖系列奶制品已成为乳品行业的新亮点。但是众多因素诸如制备酶的过程中酶活力的损失、生产工艺复杂、产量低等制约了乳糖酶在生产中的应用,其中很重要一点是成本太高。因而很多学者在构建高效生产乳糖酶的菌株,筛选酶学性质更为优良的乳糖酶,培养基的优化等方面做了大量研究。随着科学技术的发展,乳糖酶的作用被研究得更加透彻,现已在许多方面被应用:(1)在乳品工业中的应用。乳糖酶除了可以减轻乳糖不耐症症状外,还可以改善乳制品的外观和口感,避免乳糖在炼乳中结晶,并能增加炼乳的甜度;还可以催化乳糖水解过程中产生的半乳糖基转移至乳糖等受体上,形成低聚半乳糖。低聚半乳糖甜度低,对酸、热稳定,具有抗淀粉回生等理化特性,低聚半乳糖还具有非致龋齿性、非消化性(具有膳食纤维的生理功能)、产热能低、促进双歧杆菌增殖等优异的生理学特性。因此,低聚半乳糖作为一种新型的功能性食品配料应用前景广阔[6]。此外用乳糖酶水解乳糖因条件温和,不会引起蛋白质变性、褐变反应和其他副反应,常用来制造乳糖水解乳、乳清糖浆和半乳糖葡萄糖浆。乳糖水解乳中乳糖含量降低70%~80%,可以很好的解决乳糖不耐受问题;用于制造酸乳可以缩短凝固时间、延长酸乳货架寿命;用于加工干酪,不仅缩短乳酪凝固时间,而且乳酷凝固坚实,减少乳酪澄清造成的损失;生产浓缩乳时添加25%~30%乳糖水解乳,可以防止结晶现象,增加产品甜度,减少蔗糖用量;乳清糖浆可代替卵蛋白和蔗糖,用于食品加工,使产品风味和外观大大改善。半乳糖葡萄糖浆主要代替蔗糖作甜味剂;(2)在果蔬加工方面的应用。研究发现β-半乳糖苷酶具有合成或修饰其它碳水化合物以及促进果蔬软化和成熟的功能。乳糖酶普遍存在于各种植物中,了解它在果蔬各个生长时期的含量对于果蔬的成熟、风味、颜色及采收后加工都有重要意义。一般在植物成熟期β-半乳糖苷酶含量增加,它降解含半乳糖苷的胞壁多糖,释放游离的半乳糖。可溶性的半乳糖能促进胡椒成熟,对番茄能促发乙烯加快成熟。β-半乳糖苷酶已用于梨、苹果、土豆和中国水粟的软化和番茄、胡椒、甜瓜、樱桃、核果和牛油果的成熟;(3)在分析检测方面的应用。食品中乳糖含量的分析,将精制的β-半乳糖苷酶和其它酶(如过氧化物酶、葡萄糖氧化酶)联合使用可以分析冰淇淋、干酪和含牛乳的干制品中的乳糖含量。该法简便快捷,费用低廉,又可以在样品不除去蛋白的情况下使用,适合于在食品工业上进行应用。免疫学方面,将β-半乳糖苷酶与人体胞外淀粉状蛋白前体融合形成融合蛋白,可作为Alzheimer病的免疫源,并进一步制备其单克隆抗体。还有报道将β-半乳糖苷酶作为一种辅蛋白,用来稳定和增加UR5-UR1融合蛋白的溶解性,以此作为猫白血病毒gp70的疫苗。在疾病诊断方面,将抗菌性HIV病毒基因与β-半乳糖苷酶基因LacZ重组后作为诱导基因在COS细胞中产HIV-LacZ缺陷型病毒,最后在CD4+靶细胞中表达β-半乳糖苷酶。用这一系统抑制HIV的早期翻译,并预测化合物抗HIV的活性[7,8]。在环境检测方面,大肠杆菌的β-半乳糖苷酶活性检测可快速分析浴场和渔场地区海水水体受排泄物污染程度[9];(4)在医药方面的应用。β-半乳糖苷酶是酶类药物,适用于婴儿各种消化不良症,如先天性乳糖酶缺乏症、由胃障碍及缺铁所致的幼儿慢性腹泻、幼儿及新生儿腹泻,由感冒及消化不