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功能性低聚糖不能被消化酶降解,也不能被直接吸收利用,但能选择性增殖益生菌,对机体产生有益影响。低聚葡甘露糖和低聚半乳糖是两种重要的功能性低聚糖,工业上均采用酶法制备:β-甘露聚糖酶水解甘露聚糖制备低聚葡甘露糖;β-半乳糖苷酶催化乳糖合成低聚半乳糖。β-1,4-D-甘露聚糖酶(EC3.2.1.78,β-1,4-D-mannan mannohydrolase,简称β-甘露聚糖酶)是水解β-1,4-D-甘露糖苷键的内切酶,可水解魔芋甘露聚糖生成低聚葡甘露糖。本文通过响应面法优化了枯草芽孢杆菌发酵培养基组成,最优组合为(g/L):魔芋34.68,(NH4)2SO44.69,Na2HPO412H2O4.00,KH2PO40.30,CaCO32.69,CaCl21.00,NaCO31.00,MgCl26H2O0.60,优化后发酵液酶活从120.42U/mL提高到153.75U/mL,增值了27.68%。枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶为中温酶,最适pH为7.0,最适温度为60oC。采用离心和絮凝等纯化方法制得β-甘露聚糖酶,并用于水解魔芋制备低聚葡甘露糖。酶法制备的低聚葡甘露糖聚合度为2~10,其中低聚三糖含量最高,聚合度主要为2~4的低聚糖占61.84%。β-D-半乳糖苷酶(EC3.2.1.23, β-D-galactoside galactohydrolase,简称β-半乳糖苷酶)可特异性地水解β-D-半乳糖苷键,同时还有转糖苷活性,可催化乳糖生成低聚半乳糖。本文对产β-半乳糖苷酶菌株进行26S rDNA生物学鉴定,表明该菌株为乳酸克鲁维酵母(Kluyveromycs lactis)。K.lactis在中性条件下生长(pH5.0~8.0),乳糖对K.lactis分泌β-半乳糖苷酶有诱导作用。由于β-半乳糖苷酶为胞内酶,较难提取,采用乙醇处理K.lactis细胞改变其通透性,制得透性化细胞。考查了处理条件对透性化细胞制备的影响,最佳处理条件为:室温下乙醇处理1min,乙醇加入量为40%。对透性化细胞β-半乳糖苷酶进行表征,其最适pH和温度分别为8.0和37oC,Mg2+、Pb2+等离子能提高其酶活。比较了商品化酶和透性化细胞催化合成低聚半乳糖的能力,以500g/L乳糖为底物,酶促反应一定时间(商品化酶30min,透性化细胞1h),最大低聚糖产量分别为60g/L和95g/L,相比而言K.lactis透性化细胞具有更好的催化合成低聚半乳糖的能力。