论文总字数：16424字

摘 要

乳果糖属于双歧杆菌，对于乳酸杆菌的生长繁殖能够起到积极的作用，促进其在人体肠道中大量生长，对人体的新陈代谢有所增益，一些人体所需的营养物质如维生素B。、B：、B，、BiZ.K、泛酸、叶酸等能够自行生成^[4]。而对人体有益的一些微量元素，如Zn、Mn、Cu、Ca、P，也能够生成以供人体所需。在正常的新陈代谢过程中能够产生有效的控制氧化还原电位的酸，对于人体吸收Fe、Ca及vitaminB能够起到积极的作用，降低佝偻症及贫血症的发生概率，有利于儿童的正常生长发育。在人体消化系统运作的过程中，有益菌通过酵解作用能起到促进作用，例如促进蛋白质、脂肪及糖的分解，增强人体对于营养物质的吸收和利用。对于患有乳糖不耐症的人群也有着改善作用，降低喝牛奶导致腹泻的发生概率。

在临床医学中，乳果糖也能够起到极大的作用，其药理作用具有优秀的品质，可用于治疗肝性脑病、便秘、内毒素血症，同时对于防止肾衰和降低胆固醇也能起到一定的作用。

作为一个具有此类优秀品质的乳果糖，对其制备方法的研究与探索就显得尤为重要。传统的乳果糖生物制备技术依赖β-半乳糖苷酶的催化作用，转化率比较低（lt;40%），难以工业化应用，本研究挖掘了一种更高效的纤维二糖差向异构酶，对乳糖的转化率达到65%以上，且副产物较少，适合规模化制备乳果糖。通过对发酵条件的优化，本课题拟改进工艺，将重组基因工程菌的生长水平提高到较高水平，考察菌体OD值，酶活力等参数，为实现乳果糖生物制备打下基础。

关键词：乳果糖 纤维二塘差向异构酶 转化率 发酵条件

Study on High Efficient Bio - preparation of Human Presumile Lactulose

abstract

Lactulose is Bifidobacterium, Lactobacillus strong proliferation promotion factor, the proliferation of these beneficial bacteria in the human body accounted for more than 90%, in the intestine can self-synthesis of vitamin B ,, B :, B. , BiZ.K, pantothenic acid, folic acid and the like. It produces metabolic acid to reduce the oxidation and reduction potential, is conducive to iron, calcium and vitamin D absorption, to prevent anemia and rickets, and promote the growth and development of children. The hydrolysis of beneficial bacteria can help digestion, promote protein decomposition into a variety of amino acids, fat decomposition into fatty acids, sugar decomposition into lactic acid, contribute to the absorption and utilization of nutrients. Improve lactose intolerance, drink milk will diarrhea symptoms.

At the same time lactulose has a good pharmacological effects of several clinical efficacy, can be used for the treatment of hepatic encephalopathy, endotoxemia, constipation, for lowering cholesterol and prevent renal failure also has a significant effect.

It can be seen that lactulose is a rare and good nature of the candy, so the preparation of its research method is of great significance.The traditional lactulose bioremediation technology relies on the catalytic action of β-galactosidase, the conversion rate is relatively low (lt;40%), it is difficult to industrial application, this study excavated a more efficient fiber disaccharide epimerase, The conversion of lactose to 65% or more, and less by-products, suitable for large-scale preparation of lactulose. Through the optimization of fermentation conditions, this paper aims to improve the process, the recombinant genetically engineered bacteria growth level to a higher level, study the cell OD value, enzyme activity and other parameters, in order to achieve the basis for the preparation of lactulose biology.

Key words: Lactulose；Fiber two pond epimerase；Conversion rate；Fermentation conditions

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1乳果糖研究背景 1

1.2乳果糖的对人体健康的作用 1

1.3乳果糖的药理作用及临床疗效 2

1.4课题展望 3

第二章 国内外乳果糖的生物制备方法 4

2.1化学法制备乳果糖 4

2.2生物法制备乳果糖 4

2.3蛋壳催化牛乳超滤液生产乳果糖 5

2.4全细胞催化乳果糖 5

第三章 材料和方法 7

3.1实验菌种 7

3.2主要试剂 7

3.3主要仪器 8

3.4培养基 8

3.5实验方法 8

3.5.1种子培养和保存 8

3.5.2重组大肠杆菌的诱导表达 9

3.5.3发酵罐培养 9

3.5.4酶学性质研究 9

第四章 实验结果与分析 11

4.1生物法分析 11

4.2诱导时间的优化 11

4.3 IPTG浓度对外源蛋白表达水平的影响 11

4.4发酵中大肠杆菌的高密度培养 12

4.5纤维二糖差向异构酶的酶学性质研究 13

4.5.1 IPTG浓度对酶活的影响 13

4.5.2 OD600对酶活的影响 14

4.5.3诱导温度对酶活的影响 15

4.5.4诱导时间对酶活的影响 16

第五章 讨论与展望 17

参考文献 19

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 研究背景

乳果糖是由两个糖分子果糖和半乳糖通过β-1,4-糖苷键连接之后生成的二糖，与乳糖是同分异构体（图 1）。成品的乳果糖口感偏甜，一般以糖浆状产品出现，化学性质较为稳定，对人体健康有益，属于人体益生元 。

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