适合乳果糖生产的β-半乳糖苷酶高产株的筛选及培养基优化

通过紫外、超声和甲基磺酸乙酯(EMS)诱变乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis),筛选出一株适合乳果糖生产的β-半乳糖苷酶高产菌株K1-16-7,其乳果糖产量达到44.88g/L。通过Plackett-Burman实验设计、中心组合实验设计对其摇瓶培养基进行优化,采用优化配方酶活可以达到147.6U/g。

薄层色谱法快速分析乳果糖

以硅胶G板为固定相,正丁醇-乙醇-水(体积比5:3:2)为流动相,研究并建立了乳果糖的薄层层析快速分析方法。经过上行展开,苯胺-二苯胺-磷酸显色,根据葡萄糖、半乳糖、果糖、乳糖、乳果糖各斑点的R_f值和各自的斑点颜色定性。运用飞点扫描仪扫描乳果糖斑点的峰面积,并依据建立的标准曲线计算酶反应液中的乳果糖含量。在所选择的实验条件下,乳果糖的检测限为2μg,在2～30μg范围内,其斑点的峰面积与检测量具有一定的正相关性。用定量添加标准品的方法研究薄层扫描的准确度,其相对标准偏差为3.41%。此方法设备简单、操作成本低,可以应用于实验室的初期研究阶段。

共固定化乳糖酶和葡萄糖异构酶的研究

研究了明胶-戊二醛法在共固定化乳糖酶和葡萄糖异构酶中的应用,并与开孔明胶法、卡拉胶包埋法进行了比较。进一步研究pH、明胶质量浓度、前交联中戊二醛的体积分数和二次交联的时间对明胶-戊二醛法共固定乳糖酶和葡萄糖异构酶的影响。结果表明,共固定化的最佳条件为:pH8.6,明胶浓度27%(w/w),前交联戊二醛体积分数0.15%和二次交联时间10min。在此条件下共固定化,乳糖酶的活力回收率为30.85%,葡萄糖异构酶的活力回收率为83.48%。共固定化乳糖酶和葡萄糖异构酶用于制备乳果糖,间歇操作6批次后酶活力仍然保持在初始活力的75%以上。

适合乳果糖生产的菌株K．lactisK1-16-7产β-半乳糖苷酶发酵条件的优化

在摇瓶发酵条件下,采用Plackett-Burman设计法和响应面分析法对K.lactisK1-16-7菌株的培养基配方进行优化,确定了影响K1-16-7菌株产酶的5个重要因子依次为酵母膏、蛋白胨F403、乳糖、MgSO4和KH2PO4,对这5个因子进行最陡爬坡试验,通过响应面分析法确定了主要影响因子的最佳条件。优化后的培养基配方为酵母膏10.7g/L、蛋白胨F4039.4g/L、乳糖12.1g/L、MgSO45.6g/L、KH2PO44.7g/L,优化后β-半乳糖苷酶的产量达147.6U/g,比优化前提高了88.7%。