β-半乳糖苷酶，又称乳糖酶。牛奶中的乳糖经乳糖酶催化后水解成葡萄糖和半乳糖，然后才能被小肠吸收。肠道乳糖酶分泌不足或断奶后缺乏此酶，会出现消化不良症状，即乳糖不耐受症。目前乳品工业中使用的乳糖酶多来自于酵母、曲霉或细菌，其缺点是不耐热，在常温下催化速度较慢，所需时间较长，鲜奶容易受到细菌污染而发生变质。因此，高温乳糖酶的研制和开发受到重视。 本论文首先从土壤中筛选芽孢杆菌，然后通过x-gal平板进行初筛，再用ONPG法进行液体复筛。结果在x-gal平板上得到8株蓝色菌落，预示这些菌株具有β-半乳糖苷酶活性。经过测定菌体内的β-半乳糖苷酶酶性，只有菌株NH7β-半乳糖苷酶酶活性较高。通过对菌株NH7菌落形态、个体形态的观察、生理生化特征测定以及16SrDNA序列同源性分析，将其鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium） HN7。 研究了培养基成分氮源、碳源、培养温度、初始pH、接种量对菌株B．megaterium HN7β-半乳糖苷酶活力的影响以及产酶曲线、生长曲线。结果表明：最佳碳源为乳糖、氮源为牛肉膏、蛋白胨；Na+对产酶有明显的促进作用，并对主要成分进行了响应曲面优化分析。在上述条件下，培养基初始pH值是8．0，45℃振荡培养17h可获得最高酶活，酶活性较优化前的1．19 U/ml提高到5．49U/ml，增加了4．62倍。 对菌株B．megaterium HN7β-半乳糖苷酶的粗酶酶学性质进行了研究，此酶的最适反应温度是50℃，最适反应pH是7．5。此酶热稳定性较好，50℃水浴6h仍能保持85％的酶活；60℃水浴6h后酶活仍保持75％，此酶在pH值为6-8之间比较稳定。不同金属离子对酶活性影响不同，K+、Na+影响不显著；Mg+、Mn2+、Pb2+、Fe3+、Al3+、Fe2+有促进作用，Fe2+促进作用最明显；Cu2+有显著的抑制作用。此酶的Km为2．74mmol/L，Vm为4．26μmol/min·ml。 为了进一步提高β-半乳糖苷酶的稳定性，采用了固定化技术，分别选用壳聚糖和海藻酸钠为固定化材料。选用壳聚糖为材料时，固定条件为：用2％醋酸配制3％的壳聚糖溶液，用6号针头滴入含有20％NaOH、30％CH3OH的凝胶液中，形成小球，用去离子水反复清洗至中性，以适量0．6％戊二醛30℃交联80分钟，清洗得到活性壳聚糖凝胶颗粒。将微球与酶液按一定的质量体积比混合，在4℃固定6小时，用去离子水洗涤，过滤得固定化β-半乳糖苷酶。壳聚糖固定化的β-半乳糖苷酶最适反应温度是50℃，最适pH是8．0，和游离酶相比，在50℃、60℃、70℃水浴2小时后热稳定性较好。连续操作9次后，酶活仍能达到最初酶活的79％，且固定化酶操作的稳定性较好。 选用海藻酸钠为载体时，选用两种固定方法，即包埋-交联和交联-包埋。包埋-交联固定最佳条件是：取一定量酶液加入海藻酸钠使其最终浓度为1．2％，混匀后加到1．8％CaCl2溶液中并在其中硬化1小时，取出清洗、干燥，置0．8％戊二醛溶液中交联2小时酶活力回收率最高。固定化酶最适反应温度是40℃，最适反应pH是8，热稳定性和酸碱稳定性均比原游离酶较差。交联-包埋固定最佳条件是：取适量酶液加入到戊二醛中使其最终浓度为0．2％，加入一定量海藻酸钠使其最终浓度为0．9％，混匀后用6号针头滴加到1％CaCl2溶液中制成小球，并在其中硬化1小时。交联-包埋固定化的酶最适反应温度是50℃，最适反应pH是7．0，热稳定性和酸碱稳定性和原游离酶基本相同。但是海藻酸钠制作的固定化酶机械强度，酸碱稳定性和热稳定性都不如壳聚糖。