低聚果糖（FOS）是果糖基单元与蔗糖的β-2,1位点相连接而形成的混合物,主要由蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）和蔗果五糖（GF4）组成。甘蔗糖蜜含糖量丰富的同时总糖分中80%以上为蔗糖,为FOS的生产提供绝佳的底物条件。目前,甘蔗糖蜜生产低聚果糖的方法研究主要采用酶法,且停留在可行性研究方面,研究FOS在甘蔗糖蜜中的高效合成具有良好的应用前景。全细胞催化又称生物转化,是指利用完整的生物细胞作为催化剂进行催化反应的过程,在催化过程中反应底物容易通过细胞膜与酶反应且产物迅速释放,可获得更高的生产效率。本论文采用FOS高产优势菌株黑曲霉（Aspergillus niger ATCC 20611）,对糖蜜体系下黑曲霉菌丝体全细胞催化生产低聚果糖的作用规律进行研究,为提高菌丝体酶活进行了糖蜜预处理和发酵优化,并进一步研究该过程中关键酶β-呋喃果糖苷酶（β-Ffase）酶学性质。主要研究结果如下:（1）在甘蔗糖蜜体系下,研究黑曲霉全细胞催化产FOS的影响因素。得到最适全细胞催化产FOS条件:柠檬酸缓冲液、p H 6.0、湿菌丝体种龄48 h、全细胞催化剂浓度120 g/L、底物蔗糖浓度400 g/L、转化温度50℃。在此生产工艺条件下,低聚果糖的产量达到了201.23 g/L,较目前报道糖蜜生产低聚果糖160 g/L达到了较高的生产水平;（2）分析五种甘蔗糖蜜预处理方法处理后的糖蜜糖分、胶体和灰分含量,同时研究黑曲霉菌株生长过程中酶活性和细胞干重变化,得到最优处理方法为联合处理法。单因素优化实验确定黑曲霉菌株产β-Ffase的最佳发酵条件为:糖蜜添加量15%、氮源酵母粉20 g/L、p H 5.5、孢子接种量10%、温度为30℃。在优化条件下培养48 h后,β-Ffase的酶活为463.87 U/m L,相比未处理糖蜜提高1.6倍,细胞干重为11.77 g/L,提高1.48倍;（3）粗分离纯化黑曲霉生产FOS过程中的关键作用酶β-呋喃果糖苷酶并研究其酶学性质。在此基础上引入转果糖基化反应模型对其催化的转果糖基化反应进行了动力学研究,根据不同葡萄糖下各糖分变化的建模拟合数据确定动力学参数（Vm、Km和Ki）,甘蔗糖蜜产FOS过程中转果糖基化过程同样受到葡萄糖的非竞争性抑制作用(Ki,n=0.17 mol/L);（4）通过引入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶双酶体系,消除葡萄糖对FOS生产过程中的抑制作用,将葡萄糖转化为葡萄糖酸钙的同时提高低聚果糖含量,并进一步确定糖蜜低聚果糖复合粉（MFC）的一般生产工艺,之后对MFC进行体外实验研究其活性,结果表明MFC具有促进双歧杆菌增殖且抑制大肠杆菌生长的作用,具有良好的饲料添加剂应用前景。