黑曲霉產(chǎn)乳糖酶的研究

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1、黑曲霉產(chǎn)乳糖酶酶學(xué)性質(zhì)研究牛奶是最接近完善的營(yíng)養(yǎng)食品，它包含了人類(lèi)牛長(zhǎng)和維持健廉的一切營(yíng)養(yǎng)成分，具有豐富的蛋白質(zhì)氨基酸和維牛素，是天然鈣質(zhì)的極好來(lái)源。乳糖是奶類(lèi)中特有的糖類(lèi)，也是車(chē)要的營(yíng)養(yǎng)成分之一，該物經(jīng)小腸粘膜上皮細(xì)胞絨毛遠(yuǎn)端刷狀緣上的乳糖酶水解成為半乳糖和葡萄糖后，才能被小腸吸收利用。乳糖酶學(xué)名半乳糖甘半乳糖水解酶，乂名半乳糖甘酶，是一種白色粉末，無(wú)味道，無(wú)嗅，溶解后是一種淺棕色液體，乳糖卿通過(guò)特定條件水解半乳糖甘鍵將乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，易被腸道吸收。大量研究表明哺乳動(dòng)物的乳糖酶活性隨年齡的増長(zhǎng)，具有典型的主理性降低，成人乳糖酶下降的不可

2、逆受基因控制。[1]假如乳糖不被吸收，它將被排放到腸中，被腸道微牛物發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)氣從而導(dǎo)致胃腸功能失調(diào)，并造成有價(jià)值的蛋口質(zhì)和礦物質(zhì)的損失，如鐵、鋅、鈣質(zhì)的丟失，這與小兒佝僂病和成年人的骨質(zhì)疏松癥都有關(guān)系，專(zhuān)家們的有關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示：乳糖酶缺乏患者比正常情況下的人的骨骼結(jié)構(gòu)差，而更為嚴(yán)重的是，如果體內(nèi)缺乏乳糖酶半乳糖使得乳糖將無(wú)法被水解成為巾?糖（葡萄糖和半乳糖），而半乳糖供人體吸收、利用，能促進(jìn)腦昔和粘多糖的合成從而起到促進(jìn)幼兒智力發(fā)育的作用。乳糖吸收障礙不僅伴有乳糖不耐的征兆，而且還伴有食欲下降，導(dǎo)致飲食量減少、腹瀉，也導(dǎo)致一定數(shù)量己被消化的

3、食物的喪失，這些消化的食物木能夠被吸收卻沒(méi)有被吸收，包括有價(jià)值的蛋白、微生物、礦物質(zhì)和一些牛奶中的糖類(lèi)、使得牛奶的利用率極低、也浪費(fèi)了牛奶這種寶貴的飲食資源。乳糖不耐癥在世界范圍內(nèi)是一種多發(fā)疾病，易發(fā)人群有以下幾種情況：（1）成年人主要是由丁?遺傳原因，體內(nèi)乳糖酶從出牛一年后開(kāi)始衰減。（2）是先天性疾病。嬰兒在剛出牛時(shí)腸道內(nèi)就缺乏乳糖酶活性，這將導(dǎo)致嚴(yán)亜的腸胃系統(tǒng)失調(diào)。（3）市于早產(chǎn)而造成嬰兒腸道低乳糖酶活性。（4）蛋口質(zhì)熱值吸收障礙嚴(yán)亜的兒童，其乳糖酶活性在一個(gè)時(shí)期內(nèi)會(huì)暫時(shí)消失。乳糖不耐癥發(fā)生的人種間差別：據(jù)悉，70%的成年黑人、10?15%的成

4、年口人、95%的亞洲人受乳糖不耐癥困擾。在中國(guó)，根據(jù)科研人員的研究結(jié)果，成年人飲川T乳后乳糖吸收不良的發(fā)牛率高達(dá)86.7%,不耐受指數(shù)為0.9。的吸收。乳糖酶在乳品工業(yè)中的應(yīng)用[2]在201比紀(jì)初乳糖酶在乳品工業(yè)中的潛力已為人所知，但直至20世紀(jì)60年代，當(dāng)從微生物中制取乳糖酶進(jìn)入商陽(yáng)化生產(chǎn)后大規(guī)模應(yīng)用乳糖酶制造低乳糖的乳制品才得以實(shí)現(xiàn)。1?制作低乳糖水解奶：乳糖酶可使低甜度和低溶解度的乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)檩^甜的溶解度較人的單糖（葡萄糖和半乳糖）增加鮮奶的甜度，改善品質(zhì)，口感。既解決了乳糖不耐受癥，又提高了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。2.在發(fā)酵乳品中的應(yīng)用：可加速發(fā)酵效率和反

5、應(yīng)速度，使不被一般酵母利用的乳糖因水解成衙萄糖而得以利用，增加風(fēng)味和甜度。3.在乳清產(chǎn)品中的應(yīng)川：乳清糖漿可以代替卵蛋白和蔗糖，既減少了糖的用量，又使脫鹽乳清粉在食品中的應(yīng)用量增大，還可促進(jìn)發(fā)酵生色。4.在甜煉乳中的應(yīng)用：乳糖酶水解了乳糖，在濃縮時(shí)可避免乳糖的結(jié)晶現(xiàn)彖，使產(chǎn)晶細(xì)膩，改善晶質(zhì)、可持久保存。5.在奶粉中的應(yīng)用：大大提高奶粉的風(fēng)味和口感、沖調(diào)性好、適用人群廣、用途多。在奶酪屮的應(yīng)川：可提高成熟過(guò)程，提髙奶酪的品質(zhì)，不僅縮短乳酪凝固時(shí)間#而.乳酪凝固堅(jiān)實(shí)減少乳酪澄清造成的損失。6.在低聚糖的牛產(chǎn)中的應(yīng)用：乳糖酶通過(guò)轉(zhuǎn)糖昔作用牛成低聚糖，低聚

6、糖對(duì)減少腸道有害毒素的產(chǎn)生，防止便秘和腹瀉，有整腸效果、抗癌、降血床、增強(qiáng)肝功能及促進(jìn)鈣吸收等作用。乳糖酶的生產(chǎn)現(xiàn)狀乳糖酶存在于杏桃等植物以及幼小哺乳動(dòng)物的小腸中，有很多微生物經(jīng)發(fā)酵可以產(chǎn)生乳糖酶，其中細(xì)菌中的乳酸菌、環(huán)狀芽抱桿菌、人腸桿菌、嗜熱鏈球菌、產(chǎn)氣腸細(xì)菌等，霉菌中的米曲每、黑曲霉、硫球曲零、黃青埶炭色曲霉等，酵母中的脆壁克魯維酵母、乳酸克魯維酵母和熱帶假絲酵母等，放線菌中的天藍(lán)色鏈菌霉都能產(chǎn)出B半乳糖背酶。[3]2002年陳衛(wèi)等將一種來(lái)源于嗜熱脂肪芽他桿菌的耐熱B?■半乳糖甘酶基因bgaB克隆至大腸桿菌并得到高效表達(dá)，酶活比酶原菌提高50

7、多倍。[4]1=1前牛產(chǎn)的乳糖卿制劑主要有3種類(lèi)型：口服乳糖卿片、乳糖嗨制劑和固定化乳糖酶制劑。[5]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院牛物技術(shù)研究所范云六院士、張偉博士、姚斌研究員等經(jīng)多年研究,運(yùn)用現(xiàn)代牛物技術(shù)開(kāi)發(fā)出了一種新乳糖酶，并建構(gòu)出一種具有“真核牛物反應(yīng)器”功能和特點(diǎn)的“工程酵母”(PichiaPastoris)此次開(kāi)發(fā)成功的高效牛產(chǎn)乳糖酶，其外源新乳糖酶基因在畢赤酵母屮得到高效表達(dá)，其表達(dá)產(chǎn)物分泌于胞外，產(chǎn)量達(dá)到6g/Lo乳糖酶新基因于宿主酵母菌屮的表達(dá)產(chǎn)物乳糖酶的活性為每升3600單位，比口前國(guó)際上報(bào)道的“工程米曲霉”最高表達(dá)產(chǎn)量高出6倍;“工程畢赤酵母

8、”發(fā)酵生產(chǎn)乳糖酶蛋口占發(fā)酵液中總分泌蛋口的90%以上，雜蛋白含量很少，其水解率達(dá)80%~90%以上；解決了乳糖悔單位產(chǎn)量低