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β-D-半乳糖苷酶(β-D-galactosidase),可催化水解乳糖生成半乳糖和葡萄糖,同时有些乳糖酶又具有转糖苷能力,能把半乳糖连接到乳糖或果糖上,生成低聚半乳糖或乳果糖,在工业上有着广泛的利用价值。虽然对β-D-半乳糖苷酶固定化研究较多,但以磁性四氧化三铁壳聚糖(Fe3O4-CS)(?)内米颗粒为载体的固定化方式目前几乎没有报道。磁性纳米颗粒具有比表面积大,易分离等优点,在载药及酶固定化方面有着广阔的前景。本论文对Fe304-CS磁性纳米颗粒的制备及表征,Fe3O4-CS磁性纳米颗粒固定化p-D-半乳糖苷酶及其酶学性质,固定化β-D-半乳糖苷酶合成GOS及水解乳糖这三方面工作做了系统的研究。首先,利用共沉淀法成功制备了Fe304磁性纳米颗粒,其磁响应性较为理想。确定反应过程中n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：1,其他反应条件为铁盐浓度0.12mo1/L,搅拌转速1000r/min,反应温度30℃,熟化温度80℃,pH值为8,时间为30min。利用静电吸附作用将壳聚糖包覆于Fe304磁性纳米颗粒表面。使用湿法和干法制备的复合颗粒,颗粒粒径分布都较均匀,分散性好,在溶液中性质稳定,在外加磁场的作用下可以从溶液中快速的分离出来。考虑到实验的便捷性,后续实验均采用湿法。其制备方法为100mLCS溶液(4mg/mL)及50mLTPP溶液(0.5mg/mL)与400mg未冷冻干燥的Fe3O4超声条件下反应30min。对湿法制备的Fe3O4-CS磁性纳米复合颗粒进行红外(FT-IR),热重分析(TGA),X射线衍射(XRD)表征,确定Fe3O4磁性纳米颗粒确实已被CS包埋,并确定其包埋量为5.2%,同时证实了CS的包埋并没有改变Fe3O4磁性纳米颗粒的晶体结构。以Fe3O4-CS纳米颗粒为载体,戊二醛为交联剂,对乳糖酶进行固定化并对其反应条件进行优化。研究结果表明当戊二醛浓度为4%,酶溶液浓度为0.5mg/mL,交联时间为4h,固定化时间为3h,酶溶液初始pH为6,戊二醛pH为4时,其固定化酶酶活最高。固定化β-D-半乳糖苷酶的热稳定性和pH稳定性比游离酶均有提高,且动力学常数Km为0.2625mmo1/L(以邻硝基苯酚-β-D-半乳糖苷为底物),较游离的乳糖酶(0.3630mmo1/L)小将固定化β-D-半乳糖苷酶应用于低聚半乳糖的合成及乳糖水解中。GOS合成的最佳条件为反应温度60℃,反应pH值4.6,酶用量6U/mL,底物浓度500mg/mL,GOS产量为125mg/mL。添加葡萄糖及半乳糖均对低聚糖的合成有抑制作用。以5%乳糖为底物进行水解反应,水解的最佳条件为水解温度50℃,pH4.6,酶用量4.6U/mL。