文档介绍：工业大学
生物与制药工程学院
"发酵设备及工厂设计"课程设计
设计工程名称 200t/a乳糖酶生产线设计
专业班级 生工类 0902双号组
指导教师 洪厚胜 庆文
2菌、放线菌以及哺乳动物( 特别是婴儿) 的肠道中。目前只有来源于微生物的乳糖酶有工业应用价值，利用微生物发酵法制取乳糖酶，具有酶源丰富、产量高、生产本钱低、周期短的特点，而且不受季节、地理位置等因素的影响，但不同微生物来源的乳糖酶的性质差异较大。
乳糖酶的根底研究
乳糖酶的根本构造及其生物合成对乳糖起水解作用的酶是乳糖酶根皮苷水解酶( lactase phlorizin hydrolase，LPH) 。LPH 是一种肠上皮细胞微绒毛膜上的糖蛋白，具有乳糖酶和根皮苷水解酶活性，最适 pH为 ~。LPH为一条多肽链，有乳糖酶和根皮苷水解酶的作用位点，并通过 COOH 末端的一段疏水氨基酸序列连接在肠牯膜微绒毛膜外表。前乳糖酶原由位于氨基末端的信号肽域、前导肽域、胞外域、疏水的跨膜锚定区、羧基末段的胞段组成，在信号肽引导下进入质网经过一系列修饰，乳糖酶原进入高尔基体后被糖基化，然后经历细胞和肠腔的2次裂解后形成成熟的乳糖酶。
乳糖酶的应用
在乳产品中的应用
解决结晶问题
由于乳糖结晶在浓缩乳制品或者冷冻制品中往往造成产品的(砂状组织)缺陷，假设在加工中添加20%~30%的乳糖水解酶，不但可以防止结晶现象发生，还可以增加产品的甜度，减少蔗糖用量。
发酵乳制品中的应用
用乳糖水解乳制造酸乳，可以缩短乳凝固时间约15%~20%，且由于乳酸菌生长快，菌数多，能延长酸乳的货架期，产品黏度也较大，假设水解程度较大时，甜度也增加。因此，在制作水果酸乳时不仅可减少糖的用量，而且水果的风味也会增强；用乳糖水解乳加工干酪时，可缩短凝乳时间，并使凝块坚实，还可减少排除乳清时造成的损失，产量可增加10%。
作为替代添加剂
乳清和超滤乳清中的乳糖局部水解可增加产品的甜味，提高糖的溶解度。不同比例的葡萄糖和半乳糖混合物的甜度相当于蔗糖甜度的65%~80%，溶解度增加 3~4倍，这种糖浆的总固形物含量达75%，可代替卵蛋白和蔗糖制作面包、饼干和蛋糕等，还可代替加糖浓缩牛乳制作牛乳软糖等，且不会出现纹理、沙包、乳糖结晶和焦糖等现象。乳糖溶液经乳糖酶水解形成半乳糖和葡萄糖的混合液，称为半乳糖葡萄糖糖浆。其甜度与等质量分数的蔗糖相近。可代替蔗糖用于各种点心、饮料、罐头食品及冰淇淋和雪糕的加工，效果很好。
低聚半乳糖的生产
低聚半乳糖是以牛乳中的乳糖为原料，经β-半乳糖苷酶催化水解半乳糖苷键，生成半乳糖和葡萄糖，并通过转半乳糖苷的作用，将水解下来的半乳糖苷转移到乳糖分子生成的。低聚半乳糖具有较强的耐酸性、耐热性，不会因为在加工过程中的高温杀菌及人体胃酸所分解而失去其本来应有的特性，而且能有效地被双歧杆B菌和乳酸杆A菌同时利用，因此低聚半乳糖的生产和应用也相当广泛，特别是在日本，随着人们越来越注重安康，低聚半乳糖将会有很大市场。
在医药领域的应用
乳糖酶可作为助消化类药物，适用于婴儿各种消化不良症，如原发性乳糖酶缺乏，因胃障碍及缺铁所致的幼儿慢性腹泻、幼儿及新生儿腹泻等，且对新生儿无毒害作用。用于治疗乳糖不耐受的乳糖酶药物还可与其他抗生素联用，与杜迪和思密达治疗轮状病毒肠炎能明显有效地缩短病程，疗效确切，治愈率高。此类药物可调整肠道正常菌群，拮抗轮状病毒，对肠黏膜上皮细胞损伤有一定治疗效果。很多药物中都含有乳糖酶，如乳糖酶冻干酵母制剂、酵母乳糖酶肠溶微囊制剂等。医学上乳糖氢呼吸检查被广泛用于诊断乳糖酶缺陷，最常见的是乳糖不耐受病症的诊断，Oberacher M 等通过3个呼吸实验说明这个呼吸测试对乳糖酶缺陷具有良好的敏感性和特异性，呼吸实验可以简化但时间无法缩短。研究发现对乳糖的分解能力也可作为一些疾病发生风险的标志，实验测试者对乳制品食物消化后，双歧杆菌和大便乳酸菌的检测说明*些疾病的发生风险和乳制品食物的摄入有关。对于乳糖不耐受的治疗，用乳酸杆菌和半乳糖苷酶治疗乳糖不耐症的病人，通过氢呼吸实验的结果可知，乳酸杆菌和半乳糖苷酶都强烈提高胃肠道对乳糖的摄入吸收。由此可知益生菌对于乳糖不耐受治疗持续性较好
乳糖酶基因在基因工程中的应用
在载体构建中的应用
乳糖酶基因编码的产物水解底物 *-gal，可呈现蓝色，易于检测和观察，在构建表达载体LacZ基因置于启动子下游，通过蓝白斑来筛选阳性重组载体。
作为报告基因的应用
乳糖酶是一种常用