β-半乳糖苷酶产生菌的筛选及酶法制备低聚半乳糖的研究

摘要

用以乳糖为唯一碳源和能源的筛选培养基，从土壤筛选出10株产较高活力的β-半乳糖苷酶的真菌，其中编号为Q5的菌株酶活力最高，达4.47U/mL。通过对菌落形态、菌体形态和18srDNA的研究，结果发现Q5是一株链格孢属（Alternaria）菌。对Q5菌株的发酵产酶条件优化后得到的最佳产酶培养基配方为：乳糖2％，豆饼粉3％，硝酸钠0.2％，K2HP040.15％，MgS040.05％，KCl0.1％，FeS040.015％，pH5.0。最佳产酶条件为：发酵温度30℃，摇床转速180rpm，培养时间60h。在此优化条件下该菌的酶活力达8.76U/mL，是优化前的1.96倍。
　　 对Q5菌株的β-半乳糖苷酶酶学性质的研究结果表明：该酶的酶促反应的最适温度为55℃，最适pH为4.5，在60℃以下、pH3.0～8.0基本稳定。Pb2+对该酶有强烈的抑制作用，而EDTA则使β-半乳糖苷酶活力提高了62％。
　　 以壳聚糖作为载体，戊二醛为交联剂，将该β-半乳糖苷酶共价固定。结果表明，固定化酶活力回收率为85.17％；最适酶促反应温度为60℃，比游离酶提高5℃；最适反应pH值为4.0，比游离酶的降低了0.5个单位；对热和pH的稳定性有所提高；该固定化酶在重复使用十次（12h/次）后仍有60％酶活力。
　　 对该β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖进行了初步的研究，优化的反应条件为：pH4、55℃、反应24h。该酶在优化条件下催化的乳糖水解率最高达70％，低聚半乳糖的产率达31％；固定化酶和游离酶制备低聚半乳糖的乳糖水解率和低聚半乳糖的产率相差不大。