【摘 要】
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异麦芽酮糖（Isomaltulose）作为在自然界中存在的二糖,是由α-1,6糖苷键连接的葡萄糖和果糖单体组成。这种天然新型的功能性低聚糖是一种重要的工业原料和食品原料,由于其热量低、不致龋齿、吸收缓慢等特点,可作为健康的蔗糖替代品。同时异麦芽酮糖已被美国认证为安全的食品原料,可在食品中不限量添加。因此,异麦芽酮糖具有广泛的应用前景。目前异麦芽酮糖的生产主要依靠微生物来源的蔗糖异构酶转化蔗糖实现,
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异麦芽酮糖（Isomaltulose）作为在自然界中存在的二糖,是由α-1,6糖苷键连接的葡萄糖和果糖单体组成。这种天然新型的功能性低聚糖是一种重要的工业原料和食品原料,由于其热量低、不致龋齿、吸收缓慢等特点,可作为健康的蔗糖替代品。同时异麦芽酮糖已被美国认证为安全的食品原料,可在食品中不限量添加。因此,异麦芽酮糖具有广泛的应用前景。目前异麦芽酮糖的生产主要依靠微生物来源的蔗糖异构酶转化蔗糖实现,在生产的过程中存在转化效率不够高、转化产物不单一、宿主菌不具有食品安全性等问题,因此,获得一个能够高效转化蔗糖形成较为单一产物、具有食品安全性的工程菌对于异麦芽酮糖的工业化生产至关重要。针对以上问题,本实验将来自Klebsiella sp.LX3的蔗糖异构酶Pal I编码基因构建于食品安全型菌种解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica Pog1中进行异源表达,重组的蔗糖异构酶Pal I能够有效地催化蔗糖异构化为异麦芽酮糖。本工作的主要研究内容为:（1）将按解脂耶氏酵母密码子偏好性进行优化的蔗糖异构酶编码基因Pal I构建于解脂耶氏酵母外泌表达菌株中,获得重组蔗糖异构酶Pal I;（2）为提高蔗糖异构酶的表达量对发酵培养基进行优化,优化后产酶量明显提高,酶活力提高了2.9倍;（3）对重组蔗糖异构酶进行了纯化,纯化后的蔗糖异构酶的酶活力为916±9.34 U/mg,高于以往报道的蔗糖异构酶酶活力;（4）将纯化后的重组Pal I酶学性质进行了一系列表征,结果表明该酶最适温度为40 oC,最适p H为5.7,且该酶对酸性及碱性环境的耐受范围较广（p H 4～10）,较以往报道的蔗糖异构酶的稳定性有显著提高;（5）利用薄层层析法和高效液相色谱法对重组蔗糖异构酶Pal I转化蔗糖的产物进行分析,结果显示该重组酶能够有效地转化蔗糖,生成异麦芽酮糖和海藻酮糖的同时,存在少量单糖副产物。进一步分析酶浓度与反应温度对产物比例的影响时,发现酶浓度及反应温度都可不同程度的改变产物的比例,结果表明在55 oC时,20μg重组蔗糖异构酶Pal I与4%蔗糖在1:4的比例下反应,产物中异麦芽酮糖占比最高。本工作为后续研究生产食品安全型蔗糖异构酶奠定理论基础,并为异麦芽酮糖的工业化生产及应用提供了理论依据。
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