发酵法生产低聚半乳糖技术的研究

低聚半乳糖(Galactooligosaccharide，简称GOS)，是指在乳糖的半乳糖的一侧链接1～4个半乳糖分子，属于葡萄糖和半乳糖组成的杂低聚糖，其分子式可表示为(Ga1)n—Glu。因低聚半乳糖具有特殊的理化性质，引起越来越广泛的关注，应用领域不断拓宽，其开发研究前景广阔。 低聚半乳糖的生产方法主要归为三类，分别是化学法、酶法和发酵法。酶法生产低聚半乳糖主要分为三种方法，分别是游离酶促反应、固定化酶连续反应、非水相酶反应，因其生产低聚半乳糖的产量较高，且环境污染小，目前在工业生产上的应用最广泛、技术最为成熟。发酵法生产低聚半乳糖的研究比较少，本文的研究重点即为利用发酵的方法研究全细胞微生物生产低聚半乳糖的技术。 本文的实验设计思路是，将以乳糖为唯一碳源，X-gal为显色剂的平板作为筛选培养基，从变质的牛奶、土壤等材料中，经过初筛和进一步的复筛，筛选获得一株低聚半乳糖的产生菌，综合其形态学特征、生理生化特征及18S rDNA序列同源分析结果，将其鉴定成为斜卧青霉（Penicillium decumberns）。通过正交实验，对菌株生产低聚半乳糖的培养条件进行优化。研究了pH值、温度、乳糖浓度、发酵时间等因素对该菌株全细胞以乳糖为唯一碳源生成低聚半乳糖的影响，最优化反应的转糖基产物经TLC、HPLC分析，确定该菌株具有生产低聚半乳糖的能力，产量在31.883g/L—46.793g/L之间。并对其进行了初步的发酵动力学研究，最优发酵条件为：装料量3.0L，接种量20%，培养温度35℃，发酵罐搅拌转速800r/min，通气量8L/min,50%NaOH溶液流加稳定发酵液pH6.5。