低聚半乳糖的酶法合成及其純化研究

【摘要】： 低聚半乳糖是一類重要的益生元,是人體母乳的重要組成成分,不僅能促進(jìn)人體腸道內(nèi)雙歧桿菌的增殖,還具有低齲齒性、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收、改善脂質(zhì)代謝等重要生理功能。本研究利用植物乳桿菌來(lái)源的β-半乳糖苷酶酶法合成低聚半乳糖,對(duì)其糖苷鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定,利用乳酸克魯維酵母發(fā)酵法純化低聚半乳糖,通過(guò)相關(guān)酶活及轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,探究了酵母細(xì)胞在低聚半乳糖溶液中的純化機(jī)理,主要研究結(jié)果如下:1、篩選得到3株產(chǎn)高活力β-半乳糖苷酶的乳酸菌菌株,并通過(guò)測(cè)定β-半乳糖苷酶酶活及轉(zhuǎn)糖基活性,確定使用植物乳桿菌Goqi的β-半乳糖苷酶用于制備低聚半乳糖。利用SDS-PAGE分離粗酶液中的蛋白質(zhì),并利用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)進(jìn)行蛋白鑒定,確定了植物乳桿菌Go qi的β-半乳糖苷酶分子量為35 kDa。2、優(yōu)化了 β-半乳糖苷酶酶法合成低聚半乳糖的生產(chǎn)工藝,得到最適生產(chǎn)工藝為溫度35℃,pH7.0,乳糖濃度400g/L,反應(yīng)時(shí)間6h,采用此工藝生產(chǎn)的低聚半乳糖含量為30.54%。經(jīng)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)鑒定,表明所獲得的低聚半乳糖包含8種低聚二糖和4種低聚三糖,主要結(jié)構(gòu)式為:β-D-Galp-(1→6)-D-Lac、β-D-Galp-(1→3)-D-Lac 和 β-D-Galp-(1→6)-D-Glc。3、采用乳酸克魯維酵母發(fā)酵法純化低聚半乳糖,通過(guò)監(jiān)測(cè)純化過(guò)程中純化液糖含量的變化,證明乳酸克魯維酵母僅代謝乳糖、半乳糖和葡糖糖等雜糖組分,不會(huì)利用低聚半乳糖。分析相關(guān)酶活力和轉(zhuǎn)錄組學(xué),證明了乳酸克魯維酵母蛋白質(zhì)等大分子合成受阻,但能夠通過(guò)增加糖代謝過(guò)程及物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程保證生長(zhǎng)代謝,也證明了可以采用乳酸克魯酵母進(jìn)行純化,獲得高純度的低聚半乳糖。乳酸克魯維酵母純化低聚半乳糖的優(yōu)化工藝為可溶性固形物含量為10%、酵母添加量為75 g/L,純化8 h后低聚半乳糖含量從30%提高到了 75%。綜上,利用植物乳桿菌Goqi的β-半乳糖苷酶能夠酶法合成低聚半乳糖,結(jié)合乳酸克魯維酵母進(jìn)行純化,能夠生產(chǎn)高純度的低聚半乳糖。

【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019

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