[科普中国]-脆壁酵母

脆壁酵母概述

脆壁酵母是生产半乳糖苷酶的主要酵母菌种1。酵母菌产生的半乳糖苷酶通常是胞内酶，制备纯品必须破碎细胞，该酶对酸、热较不稳定，当某些离子存在时，才有最大活性，因此不适于在工业上进行应用。但是，酵母菌容易培养，在深层培养条件下可以大量生成半乳糖苷酶，这些优点掩盖了它的不足，故酵母菌产生的半乳糖苷酶才得以成功的进行开发。酵母菌产生的半乳糖苷酶最适pH近于中性，与牛乳的接近，最适温度较低，适于处理牛乳和甜乳清中的乳糖。乳糖酶乳糖酶是一种白色粉末，无嗅无味，溶解后是一种浅棕色的液体，该酶可用于降解乳糖为半乳糖和葡萄糖，亦具有半乳糖昔的转移作用，是一种无毒副作用的生物酶制剂，已被确定为安全物质。我国卫生部己于1998年10月同意将其列入食品添加剂卫生使用标准之中，允许在食品工业生产中使用 。

由于微生物的快速生长和高效代谢的生物学特性，以及微生物乳糖酶来源广，性质多样，适合各种需求，便于工业化生产等优点，使其成为工业化酶制剂的主要来源，深受人们的青睐。近年来，人们对乳糖酶产生菌进行了大量的研究，己查明的产酶菌包括细菌、酵母菌、霉菌以及放线菌等。

脆壁酵母乳糖酶的研究现状与应用目前，乳糖酶的应用领域很广。在医药领域，有用于治疗乳糖不耐受的口服乳糖酶片在乳品工业中，主要用于生产低乳糖牛奶、浓缩乳制品在环保方面。可以利用乳糖酶水解乳清生产奶酪的副产物，因为乳清中的需氧量值很高，会造成严重的环境污染，同时乳清中又含乳清蛋白、乳糖、矿物质等等，水解乳清生产乳清糖浆可用来代替蔗糖和卵蛋白来加工生产面包、乳脂糖等，且用乳糖酶可大大改善产品感官和风味。所以乳糖酶的商业价值很大，而现在对于它的研究主要集中在生产低聚糖、使用基因工程技术生产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参与脑组织的构成，是婴幼儿脑发育的必需物质，与婴儿大脑的迅速成长有密切关系。人们经过研究发现，利用乳糖酶水解乳糖，最少包括三个必须的步骤，最后一步表现水解或转移活性2。

乳糖酶用于乳品生产低乳糖制品在国外品种较多 ，如乳糖水解奶，低乳糖奶粉，奶酪，冰激凌。经过水解的牛奶具有以下特点增加滋味，明显提高奶香，改善口感等。甜度比水解前提高3倍。主要是因为水解后乳糖生成葡萄糖和半乳糖。葡萄糖是人体各部分代谢的能量来源，半乳糖是人体大脑和膜组织代谢时必需的结构糖，此外还产生低聚糖。在低乳糖酸奶中，乳酸菌生长繁殖的速度较快，菌数含量增高，还可明显的延长发酵乳的货架期寿命。生产甜炼乳由于水解了适量的乳糖，在浓缩时避免了乳糖的结晶现象，可以使甜炼乳产品的口感细腻，香味十足，增加甜度，减少蔗糖的用量，抑制细菌，从而改善产品的品质。其原理是水解的乳糖和乳清糖浆的黏度较低，这就使得可能浓缩到固体含量较高，尤其是避免了乳糖的结晶问题和蛋白质的聚集现象的发生。

生产乳清糖浆

乳清糖浆的制造及应用，乳清是加工干酪及干酩素的副产品，全世界年生产量约9吨，其中一半用于生产乳糖和乳清蛋白，其余一半当废水排放，不仅造成浪费，而且污染环境。乳清中含有乳清蛋白、乳糖、矿物质和维生素等营养成分，其中乳清蛋白是完全蛋白质。用乳糖酶水解乳清，使其中的乳糖水解成半乳糖和葡萄糖，甜度达到蔗糖甜度的65%-80%，溶解度增加倍，称为乳清糖浆。乳清糖浆可用于奶糖、棒棒糖、乳脂糖、鲜乳软糖、面包、饼干和月饼等糖果糕点的加工制作中代替部分的蔗糖和卵蛋白，避免乳糖结晶、焦糖、沙包以及纹理等不良现象的发生，使得产品的风味和外观质量大为改善。此外，乳清糖浆还可用于制作三明治、格瓦斯和乳清酒以及乳清饮料等。

在基因工程技术中的应用

基因工程技术，对于乳糖酶的生产可以对产乳糖酶菌种进行诱变以改善其生产乳糖酶的能力，或将活性高的乳糖酶基因导入易于培养、生长繁殖迅速的微生物体内，从而大大降低成本。如断使用化学诱变剂对株双歧杆菌、乳酸杆菌和嗜热链球菌进行诱变，然后筛选高产菌株。通过与其各自野生型菌株相比，诱变后菌株产酶量明显增加，长双歧的诱变菌株产酶量比野生型增加2倍多。为了进一步获得高产菌株，新的基因工程菌不断出现，生产酶的工程菌以大肠杆菌、酵母菌为主，此外还有嗜热链球菌、乳杆菌等。我国科学家己经运用现代生物技术开发出了一种新乳糖酶，并建构出一种具有“真核生物反应器”功能和特点的“工程酵母菌。