β-半乳糖苷酶發(fā)酵制備工藝研究與酶制劑劑型開發(fā).pdf

1、β-半乳糖苷酶（EC3.2.1.23）屬于水解酶，能特異性水解β-D-半乳糖苷類化合物的β-D-半乳糖苷鍵，同時具有轉(zhuǎn)糖苷活力，可以用來催化生成低聚半乳糖。β-半乳糖苷酶廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)學(xué)和生化分析等領(lǐng)域。本文以乳酸克魯維酵母發(fā)酵產(chǎn)β-半乳糖苷酶為研究核心，首先從上游發(fā)酵制備入手，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化培養(yǎng)基組成和培養(yǎng)條件，在小試階段（7L發(fā)酵罐）進(jìn)行發(fā)酵過程優(yōu)化和新型流加培養(yǎng)技術(shù)的開發(fā)，并開展了以乳清粉為碳源和主要能量來源的工業(yè)培

2、養(yǎng)基開發(fā)，最后進(jìn)行下游β-半乳糖苷酶酶制劑的制備研究。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　通過響應(yīng)面分析法得到最優(yōu)培養(yǎng)基配方與搖瓶培養(yǎng)條件：乳糖20 g/L，蛋白胨5 g/L，酵母膏12 g/L，麥芽浸膏5 g/L，Na2HPO4?12H2O0.01mol/L，MgSO40.6g/L，F(xiàn)eSO40.06g/L，pH8.48，溫度27.6℃，接種量5％（v/v）。在此條件下，β-半乳糖苷酶的發(fā)酵酶活達(dá)到20.60 U/mL，比原始培養(yǎng)條件

3、中酶活(6.85 U/mL)提高了約兩倍。
　　以上述優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件為基礎(chǔ)進(jìn)行小試階段（7L發(fā)酵罐）的發(fā)酵過程優(yōu)化，其結(jié)果為：當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm，通氣量為5L/min時。在該條件下，β-半乳糖苷酶酶活可達(dá)48.41U/mL，生物量達(dá)到7.21g/L。為了進(jìn)一步提高β-半乳糖苷酶產(chǎn)量，研究開發(fā)了一套pH值反饋調(diào)控的新型流加培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)21h后，β-半乳糖苷酶酶活、生產(chǎn)效率及生物量分別高達(dá)111.61 U/mL、5.31 U/(

4、mL?h)和10.73 mg干細(xì)胞/mL，與間歇培養(yǎng)相比，分別提高了1.31倍，3.18倍和0.49倍。
　　以乳清粉為主要原料開發(fā)了一套理想的工業(yè)培養(yǎng)基配方：乳清粉60g/L，酵母膏9g/L，蛋白胨3g/L，MnCl20.03g/L，ZnCl20.058g/L，pH8.0。從搖瓶階段和小試階段的綜合分析，該工業(yè)配方產(chǎn)酶效率與已優(yōu)化的傳統(tǒng)配方大體一致，但是，前者獲得的特殊酶活遠(yuǎn)高于后者，所以，前者更適合后續(xù)的β-半乳糖苷酶酶制劑制