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低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharide,GOS）是在乳糖分子的半乳糖基侧以β-糖苷键的形式连接了1～7个半乳糖基形成的混合杂聚糖。作为一种新型功能性益生元,GOS具有促进肠道双歧杆菌增殖、改善矿物质元素的吸收、改善脂质代谢、预防和治疗便秘等功能。利用安全、高效的β-D-半乳糖苷酶,采用酶法合成GOS近年来受到了广泛的关注。本研究从藏灵菇中分离筛选到一株高产β-D-半乳糖苷酶菌株马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）ZX-5。对菌株产酶条件进行优化,并对产物蛋白酶进行纯化,得到高纯度的β-D-半乳糖苷酶。利用此酶进行酶法合成低聚半乳糖工艺的研究;采用膜分离技术,研究酶合成产物低聚半乳糖的分离纯化工艺。在此基础上,研究低聚半乳糖作为益生元对益生性植物乳杆菌YW11增殖和抑菌作用的影响,并将二者复合应用于冰淇淋加工中。主要研究结果如下:（1）以马克斯克鲁维酵母ZX-5为实验菌株,对其培养基组成和发酵条件进行优化。培养基组成优化主要从碳源、氮源两个单因素方面,发酵条件优化主要从温度、摇床转速、初始p H三个单因素方面,最终得到:最适培养基:半乳糖2%作为碳源,胰蛋白胨1%作为氮源。最适发酵条件:发酵温度30℃,初始p H 6.5,装液量30%,转速100 r/min,接种量2%,在此条件下发酵36 h,得到粗酶液酶活力为2.60 U/mg。对马克斯克鲁维酵母ZX-5所产β-D-半乳糖苷酶进行了硫酸铵分级沉淀和DEAE-Sepharose fast flow离子交换层析的分离纯化,纯化酶比酶活157.35 U/mg,纯化倍数60.5倍,回收率58.6%。（2）利用纯化酶进行酶法合成低聚半乳糖工艺的研究,并与两种不同来源的商品β-D-半乳糖苷酶产糖结果进行对比。来源于马克斯克鲁维酵母ZX-5的β-D-半乳糖苷酶,在40℃,p H 6.0,起始乳糖浓度50%（m/v）,加酶量16 U/m L,K+添加量0.01mol/L条件下反应10 h,GOS合成率为34.51%,浓度为162.53 g/L,乳糖水解率为66.25%;来源于商业酵母的β-D-半乳糖苷酶,在40℃,p H 6.0,起始乳糖浓度50%（m/v）,加酶量16 U/m L,K+添加量0.01 mol/L条件下反应12 h,GOS合成率为33.28%,浓度为232.95 g/L,乳糖水解率为65.63%;来源于商业米曲霉的β-D-半乳糖苷酶在50℃,p H 6.0,起始乳糖浓度50%（m/v）,加酶量8 U/m L,Na+添加量0.01mol/L条件下反应12 h,GOS合成率为30.89%,浓度为185.33 g/L,乳糖水解率为55.48%。（3）考察了超滤、纳滤技术对低聚半乳糖的分离纯化效果。选用截留分子量为3 k Da的卷式超滤膜组件,得到了超滤工艺操作的最佳操作参数:操作压力0.2 MPa,操作温度35℃,料液浓度10%,料液p H 4.0。超滤后,杂质蛋白含量下降至0.12%,低聚半乳糖含量提升至43.04%,超滤后产品得率为83.58%。选用截留分子量为400Da的卷式纳滤膜组件,得到了纳滤工艺操作的最佳操作参数:操作压力0.55 MPa,操作温度35℃,料液p H 4.0,纳滤加水量为4倍原料液体积。纳滤后,游离葡萄糖含量下降至1.31%,杂质蛋白含量下降至0.10%,低聚半乳糖含量提升至68.12%,纳滤后产品终得率为72.86%。（4）添加4%（m/m）低聚半乳糖能显著促进植物乳杆菌YW11的活菌数的增长,益生菌的菌体蛋白密度增加40%,GOS-益生菌代谢产物对志贺氏菌、沙门氏菌和大肠杆菌有良好抑菌效果。冰淇淋浆料流变学实验表明,低聚半乳糖使浆料发酵过程速率加快,同时使浆料发酵终点的粘弹性增大。添加4%（m/m）低聚半乳糖,益生菌冰淇淋的活菌数达到5.25×108CFU/g。GOS添加组酸度、融化速率和膨胀率与对照组发酵冰淇淋无显著差异（p>0.05）,冰淇淋浆料粘度和产品的硬度显著增加（p<0.05）。人工模拟胃液实验益生菌最高存活率为87.10%,人工模拟胰液实验最高存活率为85.11%,表明低聚半乳糖在强酸、胆汁环境下对植物乳杆菌YW11均具有显著性的保护作用。