[科普中國]-脆壁酵母

脆壁酵母概述

脆壁酵母是生產(chǎn)半乳糖苷酶的主要酵母菌種1。酵母菌產(chǎn)生的半乳糖苷酶通常是胞內(nèi)酶，制備純品必須破碎細(xì)胞，該酶對酸、熱較不穩(wěn)定，當(dāng)某些離子存在時，才有最大活性，因此不適于在工業(yè)上進(jìn)行應(yīng)用。但是，酵母菌容易培養(yǎng)，在深層培養(yǎng)條件下可以大量生成半乳糖苷酶，這些優(yōu)點掩蓋了它的不足，故酵母菌產(chǎn)生的半乳糖苷酶才得以成功的進(jìn)行開發(fā)。酵母菌產(chǎn)生的半乳糖苷酶最適pH近于中性，與牛乳的接近，最適溫度較低，適于處理牛乳和甜乳清中的乳糖。乳糖酶乳糖酶是一種白色粉末，無嗅無味，溶解后是一種淺棕色的液體，該酶可用于降解乳糖為半乳糖和葡萄糖，亦具有半乳糖昔的轉(zhuǎn)移作用，是一種無毒副作用的生物酶制劑，已被確定為安全物質(zhì)。我國衛(wèi)生部己于1998年10月同意將其列入食品添加劑衛(wèi)生使用標(biāo)準(zhǔn)之中，允許在食品工業(yè)生產(chǎn)中使用 。

由于微生物的快速生長和高效代謝的生物學(xué)特性，以及微生物乳糖酶來源廣，性質(zhì)多樣，適合各種需求，便于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，使其成為工業(yè)化酶制劑的主要來源，深受人們的青睞。近年來，人們對乳糖酶產(chǎn)生菌進(jìn)行了大量的研究，己查明的產(chǎn)酶菌包括細(xì)菌、酵母菌、霉菌以及放線菌等。

脆壁酵母乳糖酶的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用目前，乳糖酶的應(yīng)用領(lǐng)域很廣。在醫(yī)藥領(lǐng)域，有用于治療乳糖不耐受的口服乳糖酶片在乳品工業(yè)中，主要用于生產(chǎn)低乳糖牛奶、濃縮乳制品在環(huán)保方面?？梢岳萌樘敲杆馊榍迳a(chǎn)奶酪的副產(chǎn)物，因為乳清中的需氧量值很高，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時乳清中又含乳清蛋白、乳糖、礦物質(zhì)等等，水解乳清生產(chǎn)乳清糖漿可用來代替蔗糖和卵蛋白來加工生產(chǎn)面包、乳脂糖等，且用乳糖酶可大大改善產(chǎn)品感官和風(fēng)味。所以乳糖酶的商業(yè)價值很大，而現(xiàn)在對于它的研究主要集中在生產(chǎn)低聚糖、使用基因工程技術(shù)生產(chǎn)乳糖酶和固定化乳糖酶等方面。降解乳糖和生成低聚半乳糖

乳糖水解生成的半乳糖參與腦組織的構(gòu)成，是嬰幼兒腦發(fā)育的必需物質(zhì)，與嬰兒大腦的迅速成長有密切關(guān)系。人們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，利用乳糖酶水解乳糖，最少包括三個必須的步驟，最后一步表現(xiàn)水解或轉(zhuǎn)移活性2。

乳糖酶用于乳品生產(chǎn)低乳糖制品在國外品種較多 ，如乳糖水解奶，低乳糖奶粉，奶酪，冰激凌。經(jīng)過水解的牛奶具有以下特點增加滋味，明顯提高奶香，改善口感等。甜度比水解前提高3倍。主要是因為水解后乳糖生成葡萄糖和半乳糖。葡萄糖是人體各部分代謝的能量來源，半乳糖是人體大腦和膜組織代謝時必需的結(jié)構(gòu)糖，此外還產(chǎn)生低聚糖。在低乳糖酸奶中，乳酸菌生長繁殖的速度較快，菌數(shù)含量增高，還可明顯的延長發(fā)酵乳的貨架期壽命。生產(chǎn)甜煉乳由于水解了適量的乳糖，在濃縮時避免了乳糖的結(jié)晶現(xiàn)象，可以使甜煉乳產(chǎn)品的口感細(xì)膩，香味十足，增加甜度，減少蔗糖的用量，抑制細(xì)菌，從而改善產(chǎn)品的品質(zhì)。其原理是水解的乳糖和乳清糖漿的黏度較低，這就使得可能濃縮到固體含量較高，尤其是避免了乳糖的結(jié)晶問題和蛋白質(zhì)的聚集現(xiàn)象的發(fā)生。

生產(chǎn)乳清糖漿

乳清糖漿的制造及應(yīng)用，乳清是加工干酪及干酩素的副產(chǎn)品，全世界年生產(chǎn)量約9噸，其中一半用于生產(chǎn)乳糖和乳清蛋白，其余一半當(dāng)廢水排放，不僅造成浪費，而且污染環(huán)境。乳清中含有乳清蛋白、乳糖、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)成分，其中乳清蛋白是完全蛋白質(zhì)。用乳糖酶水解乳清，使其中的乳糖水解成半乳糖和葡萄糖，甜度達(dá)到蔗糖甜度的65%-80%，溶解度增加倍，稱為乳清糖漿。乳清糖漿可用于奶糖、棒棒糖、乳脂糖、鮮乳軟糖、面包、餅干和月餅等糖果糕點的加工制作中代替部分的蔗糖和卵蛋白，避免乳糖結(jié)晶、焦糖、沙包以及紋理等不良現(xiàn)象的發(fā)生，使得產(chǎn)品的風(fēng)味和外觀質(zhì)量大為改善。此外，乳清糖漿還可用于制作三明治、格瓦斯和乳清酒以及乳清飲料等。

在基因工程技術(shù)中的應(yīng)用

基因工程技術(shù)，對于乳糖酶的生產(chǎn)可以對產(chǎn)乳糖酶菌種進(jìn)行誘變以改善其生產(chǎn)乳糖酶的能力，或?qū)⒒钚愿叩娜樘敲富驅(qū)胍子谂囵B(yǎng)、生長繁殖迅速的微生物體內(nèi)，從而大大降低成本。如斷使用化學(xué)誘變劑對株雙歧桿菌、乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌進(jìn)行誘變，然后篩選高產(chǎn)菌株。通過與其各自野生型菌株相比，誘變后菌株產(chǎn)酶量明顯增加，長雙歧的誘變菌株產(chǎn)酶量比野生型增加2倍多。為了進(jìn)一步獲得高產(chǎn)菌株，新的基因工程菌不斷出現(xiàn)，生產(chǎn)酶的工程菌以大腸桿菌、酵母菌為主，此外還有嗜熱鏈球菌、乳桿菌等。我國科學(xué)家己經(jīng)運用現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)出了一種新乳糖酶，并建構(gòu)出一種具有“真核生物反應(yīng)器”功能和特點的“工程酵母菌。