[发明专利]一种产β-D-半乳糖苷酶的菌株及用该酶生产低聚半乳糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够生产β-D-半乳糖苷酶的一种新微生物菌株及其培养发酵生产β-D-半乳糖苷酶，并将该酶用于生物制备低聚半乳糖的方法，属于食品生物技术领域。更具体的说本发明涉及来源于土壤的克鲁维酵母(Kluyveromycessphaeroides)SK 16.001，保藏编号为CCTCC NO：M 2010073，它能够产生β-D-半乳糖苷酶，并利用该酶催化乳糖合成低聚半乳糖(galacto-oligosaccharides)。

背景技术

近年来，功能食品成为广大消费者关注的热点，更是广大食品从业者研发的焦点。糖尿病、肥胖和心血管疾病人群的逐年增加和低龄化，使得低热量、具有更多功能营养特性的功能性甜味剂成为关注的热点。

低聚半乳糖是由半乳糖基和葡萄糖基构成的聚合度为2～6的寡糖，低聚半乳糖具有甜度低，水分活度低，对酸、热稳定等理化性质。低聚半乳糖还具有非致龋齿性、非消化性(具有类似膳食纤维的生理功能)、促进肠道双岐杆菌增殖等功能。

因此，低聚半乳糖作为一种功能性食品添加剂广泛应用于乳制品、糖果、罐头等食品。

酶法合成是工业化生产低聚半乳糖的主要途径。β-D-半乳糖苷酶属于水解酶类，同时具有转移酶类性质。一方面，β-D-半乳糖苷酶可以催化乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖，另一方面，还可以催化半乳糖基转移至乳糖等受体上的转移反应。

酶法合成低聚半乳糖的产率受多种因素影响，酶的来源直接影响酶法合成的低聚半乳糖的结构和产率。迄今为止，已发现多种微生物可以产生此酶，其中主要集中在米曲霉(A.Oryzae)、黑曲霉(A.niger)和乳酸克鲁维酵母(K.lactis)。

本发明人深入调查和研究了现有技术并对各种高收率生产低聚半乳糖的方法进行了研究，最终我们筛选到一株能产生β-D-半乳糖苷酶的新微生物，证明了通过此酶与高浓度的乳糖反应能得到高转化率的低聚半乳糖，并通过浓缩干燥等手段得到低聚半乳糖的糖浆或粉末。基于上述发现提出了本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的微生物，它能够生产高酶活的β-D-半乳糖苷酶。

本发明的另一个目的是提供一种该β-D-半乳糖苷酶与高浓度乳糖溶液反应的方法，以得到高转化率的低聚半乳糖。

本发明的再一个目的是提供一种低聚半乳糖提纯与精制的方法，以得到高低聚半乳糖糖浆或粉末。

为了实现上述目的，本发明提供一种来源于土壤的克鲁维酵母(Kluyveromyces sphaeroides)SK 16.001，其为能够产生β-D-半乳糖苷酶的菌株，并利用该β-D-半乳糖苷酶转化乳糖生成低聚半乳糖。

本发明的技术方案：一株产β-D-半乳糖苷酶的菌株，其分类命名为克鲁维酵母(Kluyveromyces sphaeroides)SK 16.001，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2010073。

用所述的微生物克鲁维酵母SK 16.001，即CCTCC NO：M 2010073菌株发酵生产β-D-半乳糖苷酶的方法，步骤为：

(1)种子培养

种子培养基：酵母膏1-10g/L，蛋白胨1-20g/L，葡萄糖1-40g/L，pH5.5-8.0，去离子水配制；

种子培养条件：菌株于28-30℃、100-250rpm的振荡速度下在种子培养基中培养10-20h来活化该微生物；

(2)发酵培养

发酵培养基：酵母膏1-20g/L，蛋白胨1-20g/L，乳糖1-30g/L，pH5.5-8.0；

发酵条件：25-30℃、搅拌速度400-700rpm、空气流量0.5-1.0vvm的条件下在发酵培养基中发酵10-48h生产β-D-半乳糖苷酶；

(3)发酵后处理

发酵液经冷冻离心后收集湿菌体，用pH7.0的0.1mol/L磷酸盐缓冲液制成菌悬液，然后菌体细胞破壁提取出β-D-半乳糖苷酶。冷冻离心后，收集的上清液即为粗酶液，经检测酶活达到2-100U/mL；

所得粗酶液进一步超滤浓缩，或用硫酸铵沉淀蛋白质，离心和冷冻干燥得到β-D-半乳糖苷酶的粗酶粉。