乳糖酶的固定化技术及其在低乳糖乳中的应用

摘要

为了使黑曲霉乳糖酶适于水解牛乳中的乳糖，达到连续生产低乳糖乳的目的，本论文围绕乳糖酶的固定化和固定化酶生产低乳糖乳的相关理论与技术，对固定化载体选择、固定化条件的优化、固定化酶的特性以及低乳糖乳的生产进行了系统研究。研究结果表明： 1.开发理想的载体是固定化研究的重要课题之一。从四种树脂中筛选出黑曲霉来源乳糖酶吸附效果较好的载体：阳离子交换树脂D151。以阳离子交换树脂D151为载体，戊二醛为交联剂，对乳糖酶的吸附和交联条件进行了优化，结果表明：在经过处理后的0.1g阳离子交换树脂D151中，加入用pH4.00.3mol/L醋酸缓冲液稀释的酶液，加酶量为50U/g(载体)，在25℃条件下吸附24h后，加入4﹪戊二醛，在30℃条件下交联6h，获得的固定化酶活力可达11.8U/g(载体)，固定化酶回收率为37.2﹪。 2.固定化酶的基本酶学性质；固定化酶最适作用温度为60℃，比游离酶低10℃；热稳定性比游离酶有所降低。固定化酶最适作用pH4.5，比游离酶提高了0.5个单位；两者酸碱稳定性有较大差异。固定化酶较游离酶而言，在牛奶的天然pH(约为6.5)条件下使用更为适宜。固定化酶对乳糖的Km值为132.1mmol/L，与游离酶Km值相比稍有升高。Na+、Ca2+、Cu2+、Zn2+对游离酶和固定化酶水解有不同程度的抑制作用；pb2+、Mg2+对游离酶水解有抑制作用，但对固定化酶水解具有激活作用，其中Mg2+作用更为显著；K+、Fe2+、EDTA对游离酶和固定化酶的水解无抑制和激活作用。固定化酶在4℃冰箱内的贮存稳定性与游离酶相比稍有增强。在反应后用pH4.00.2mol/L醋酸缓冲液洗涤固定化酶10min条件下，固定化酶连续使用10次后其酶活力保持在90﹪以上。游离酶在pH6.5、50℃条件下的半衰期仅为9d；而固定化酶在此条件下操作半衰期为24d。 3.对利用固定化酶连续生产低乳糖乳的条件和使用稳定性进行研究发现：在50℃条件下，牛乳以空间流速1.5h-1(底物流速0.53mL/min、保留时间40min)通过填充床式反应器连续生产低乳糖乳效果最好，可获得79.7﹪的乳糖水解率，达到低乳糖乳的要求。 固定化酶装柱，牛乳以空间流速1.5h-1，在50℃条件下连续水解，每隔20h用pH6.5缓冲液清洗反应柱，固定化酶在10d内酶活力丧失12﹪，此时乳糖水解率为70.1﹪，达到低乳糖乳的要求。固定化乳糖酶连续使用半衰期约为22d。

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1引言

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

5结论

6参考文献

7在读期间发表的学术论文

8作者简历

9致谢