论文总字数：19526字

摘 要

低聚乳果糖是一种功能性低聚糖，具有许多生理功能，如低热量，抗龋齿，几乎不被人体吸收，能促进双歧杆菌增殖，抑制致病菌产生，具有很大发展前景，我国低聚乳果糖的生产研究才刚刚起步,所以其产业化在国内一直未见报道。

本实验选择节杆菌Aspergillusoryzae arilatensis NJEM01（本实验室筛选获得）产β-呋喃果糖苷酶Fru6粗酶，使用D311大孔树脂作为固定化载体，研究其最佳固定化条件以及固定化酶的酶学性质，并用固定化酶催化合成低聚乳果糖。

固定化的最佳条件是为：1g载体加酶量为10mL， 戊二醛浓度为0.3%， 固定化温度是20℃，交联时间为3h，载体酶活88.8U/g，酶活回收率46.6% 。

固定化酶在酸性环境中重复利用效果较差，而在碱性环境中比较稳定。固定化酶初步催化合成低聚乳果糖，产率高达50%，产量为150g/L，在碱性下(pH8.67)能循环10个批次以上。

关键词：β-呋喃果糖苷酶 固定化 戊二醛交联 低聚乳果糖

Primary research on the immobilization of β-fructofuranosidase (Fru6)

ABSTRACT

Lactosucrose is kind of functional oligosaccharide, it has many pHysiological function, such as low calorie and non-cariogenicity, and it is scarcely absorbed by the human intestinal tract, promotion the proliferation of bifidobacteria and inhibition pathogenic bacterium. Lactosucrose has a huge developing space and very bright developing prospects. The study of lactosucrose in our country is studied just started just few years ago and its industrialization has never been reported .

This study use the β-fructofuranosidase from Aspergillusoryzae arilatensis NJEM01(Isolated by our laboratory ), macroporous resin D311 as the immobilization carrier, explore the optimization of immobilization conditions, and research the enzymatic property of immobilized enzyme. At last use the immobilized enzyme to synthesis lactosucrose from lactose and sucrose.

The optimization of immobilization conditions is below, 10mL crude enzyme per gram carrier, glutaraldehyde concentration is 0.3%, crosslink temperature is 20℃, crosslink time is 3h.The activity of carrier is 88.8U/g, the recovery rate is 46.6%.

Immobilized enzyme is not stable in the acidic environment, it is stable in the base environment, we use the immobilized enzyme to synthesis lactosucrose in pH8.67 pHospHate buffer, the productivity is above 50%, and can use at least 10 cycles.

Key Words : β-fructofuranosidase Immobilization Glutaraldehyde crosslink

Lactosucrose

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 低聚乳果糖的概述 1

1.1.1 低聚乳果糖的研究进展 1

1.1.2 低聚乳果糖的酶法合成及机理 1

1.1.3 低聚乳果糖的酶法合成进展及现状 3

1.2 固定化的研究进展 4

1.2.1 吸附法 4

1.2.2 共价结合法 5

1.2.3 交联法 5

1.2.4 包埋法 5

1.2.5 非传统固定化方法 5

1.3 本课题的研究目的和内容 6

第二章 固定化载体的筛选 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 试剂 7

2.1.2 仪器 8

2.2 实验方法 8

2.2.1 β-呋喃果糖苷酶Fru6粗酶液的制备 8

2.2.2 β-呋喃果糖苷酶Fru6酶活定义及反应体系 9

2.2.3 固定化载体材料的筛选 9

2.3 结果和讨论 11

2.3.1 大孔树脂初步筛选 11

2.3.2 弱碱性大孔树脂的筛选 12

2.4 本章小结 15

第三章 D311大孔树脂固定化条件的优化 16

3.1 实验方法 16

3.1.1 交联方式对固定化的影响 16

3.1.2 给酶量对固定化的影响 16

3.1.3 戊二醛浓度对固定化的影响 16

3.1.4 固定化时间对固定化的影响 16

3.1.5固定化温度对固定化的影响 17

3.2 固定化方法的改进 17

3.2.1 酶的纯化 17

3.2.2 大孔树脂预处理方法改进 17

3.2.3 探索加酶量对酶活回收率和酶活力的影响 18

3.2.4 固定化酶的重复利用率 18

3.3 结果与讨论 18

3.3.1 交联方式对固定化的影响 18

3.3.2 给酶量对固定化的影响 19

3.3.3 戊二醛浓度对固定化的影响 20

3.3.4 固定化时间对固定化的影响 21

3.3.5固定化温度对固定化的影响 21

3.3.6 探索加酶量对酶活回收率和酶活力的影响 22

3.4 本章小结 23

第四章 固定化酶催化合成低聚乳果糖的初步研究 24

4.1 实验方法 24

4.1.1 固定化酶的获取 24

4.1.2 固定化酶重复批次的研究 24

4.1.3 固定化酶酶法合成低聚乳果糖 24

4.1.4 低聚乳果糖的检测 24

4.2 结果与讨论 25

4.2.1 固定化酶循环批次 25

4.2.2 低聚乳果糖的薄层分析 25

4.2.3 低聚乳果糖的液相分析 26

4.2.4 固定化酶在不同pH下重复合成低聚乳果糖的初步结果 26

第五章 结论与展望 28

5.1 结论 28

5.2 工作展望 28

参考文献 29

致 谢 31

第一章 文献综述

随着社会的发展进步，人们的生活节奏加快，生活压力增大，亚健康也成为普遍现象。人们开始更多的关注自身健康状况，不断的增强保健意识，也对食品提出了更高要求。这时功能性食品应运而生，并且不断发展。低聚乳果糖作为一种功能性食品已被关注，日本已经产业化生产低聚乳果糖，并且已经应用到食品行业中。低聚乳果糖是以乳糖和蔗糖为底物，经过β-呋喃果糖苷酶催化合成的新型低聚糖，其化学名称应为4-β-D-半乳糖基蔗糖，人们习惯上称为低聚乳果糖^[1]。它拥有安全无毒，难消化等性质，同时也是良好的双歧杆菌增殖因子。它也具有良好的加工特性，可以很好的应用于食品行业中。

1.1 低聚乳果糖的概述

1.1.1 低聚乳果糖的研究进展

低聚乳果糖（Lactosucrose）是一种功能性甜味剂，甜味特性与蔗糖相似。它对人，动物，植物等具有特殊的生理作用，几乎不为生物体消化吸收，有低热量，抗龋齿，防治糖尿病等生理特性。低聚乳果糖的热稳定性、渗透压和冰点下降都表现出几乎与蔗糖相同的程度，这说明低聚乳果糖具有与蔗糖类似的可加工性，同样适用与冷饮一类的产品中^[2]。

我国低聚糖的研究始于80年代，但未形成工业化，真正形成工业规模和商品化是在90年代。在国内生产的低聚糖中，大部分是低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚木糖和大豆低聚糖。低聚乳果糖具有较高的保湿性和吸湿性，能保证食品湿润，防止糕点等食品老化，适当的延长食品的货架期。低聚乳果糖同时又是一种双歧杆菌增值因子，其增值效果比其他功能性低聚糖如低聚果糖、低聚半乳糖等要好，是一种功能保健食品，有益于身体健康，适用于健康人群特别是老年人和儿童的日常保健^[3]。

请支付后下载全文，论文总字数：19526字