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低聚龙胆糖是葡萄糖通过β-1，6-糖苷键组成的功能性低聚糖，是高效的双歧杆菌增殖因子，有众多优良的生理功能，市场前景广阔。低聚龙胆糖的研究和应用起步晚，但发展很快。工业化生产低聚龙胆糖主要是通过酶法生产，但目前国内仍未能大规模工业化生产。
本论文系统地研究了低聚龙胆糖的酶法生产工艺，以高浓度的葡萄糖为原料，利用高活性重组β-葡萄糖苷酶转糖苷和缩合得到低聚龙胆糖浆，再进行分离纯化获得高纯度的低聚龙胆糖成品。主要研究内容如下:
1.将黑曲霉(Aspergillus niger CMI CC324262)β-葡萄糖苷酶的基因bgl连接到载体pPIC9K上，在毕赤酵母(Pichia pastoris)KM71中表达，成功构建了基因工程菌KM71/bg//pPIC9K，表达产物经HPLC、MS鉴定具有转苷活性，可作为低聚龙胆糖的生产用酶。
2.考察基因工程菌KM71/bg//pPIC9K的摇瓶发酵情况，确定适宜的发酵条件:生长阶段接种量10%，甘油初始浓度30 g/L，生长pH6.0，温度30℃。诱导阶段甲醇初始浓度4%，每24 h添加0.5%甲醇，诱导表达周期120h，诱导pH7.5，温度30℃，250 mL三角瓶诱导培养基装液量50 mL，酶活可达到245 U/mL。本研究为低聚龙胆糖大规模生产奠定了坚实的基础。
3.基因工程菌KM71/bg//pPIC9K发酵获得β-葡萄糖苷酶粗酶液后，用于转化葡萄糖制备低聚龙胆糖，优化其反应条件。确定最佳条件:底物浓度为80%，反应pH4.5，温度60℃，每克葡萄糖加酶60 U，添加1mmol/L的K+，转化周期为48 h，低聚龙胆糖浓度为50 g/L。
4.初步研究酶反应产物中低聚龙胆糖的分离纯化。比较结晶、色谱柱两种分离方法，结果表明色谱柱分离法效果较好，最佳分离条件是利用阳离子树脂DTF-02，控制分离柱柱高500 mm，内径16 mm，分离温度50℃，进料量0.25 g低聚龙胆糖，以水为洗脱剂，2 mL/min的洗脱流速，可使低聚龙胆糖含量达到73%，回收率为43%，有望进一步分离得到更为理想的结果，使生产高纯度低聚龙胆糖成为可能。