專利名稱：固定化乳糖酶及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種固定化乳糖酶及其制備方法與應(yīng)用，同時還關(guān)于包含所述固定 化乳糖酶的生產(chǎn)低乳糖牛奶的反應(yīng)裝置、利用所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法， 以及所述固定化乳糖酶的微生物污染防治方法。
背景技術(shù)：
牛奶中含有4. 8 %左右的乳糖，全脂牛奶中約30 %的熱量是由乳糖提供的。正常 情況下，乳糖可在人體小腸上皮細(xì)胞的乳糖酶作用下，水解成葡萄糖和半乳糖后被吸收而 進(jìn)入血液。但隨著人類的生長發(fā)育，體內(nèi)乳糖酶活性呈規(guī)律性衰減，結(jié)果造成乳糖吸收障 礙。世界上很多人都存在不同程度的乳糖不耐癥現(xiàn)象，他們?nèi)绻淮螖z入較多乳糖，乳糖不 能及時被消化吸收，不能被吸收的乳糖進(jìn)入結(jié)腸后被腸道微生物分解，產(chǎn)生大量乳酸、甲酸 等短鏈脂肪酸和氫氣，造成滲透壓升高，使腸腔中的水分增多，引起腹脹、腸鳴、腸絞痛、腹 瀉等癥狀。據(jù)調(diào)查，在亞洲、非洲、特別是我國人群中，大約80%的人都有不同程度的乳糖不 耐癥癥狀。乳糖不耐癥已經(jīng)成為制約我國乳制品消費的重要因素之一，解決這一問題的行 之有效的方法之一就是用乳糖酶將牛奶中的乳糖水解，制成低乳糖牛奶。傳統(tǒng)的低乳糖牛奶的制備方法是直接將游離的乳糖酶添加到牛奶中，在一定的溫 度下水解一段時間，制成低乳糖牛奶。這種制備低乳糖牛奶的方法中，乳糖酶不能回收，在 一定程度上造成資源的浪費，生產(chǎn)成本高，而且殘留在牛奶中的乳糖酶可能會對牛奶的品 質(zhì)產(chǎn)生不良的影響，如乳糖酶中摻雜的其他蛋白酶會在低乳糖牛奶的貯存期間使牛奶蛋白 質(zhì)分解產(chǎn)生苦味。近年來，相關(guān)人員對固定化乳糖酶的技術(shù)進(jìn)行了研究，以期能把游離的乳糖酶固 定在載體上制成固定化乳糖酶來生產(chǎn)低乳糖牛奶，以解決游離乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的缺 點。固定化乳糖酶有重復(fù)使用的特點，可以節(jié)省低乳糖牛奶的生產(chǎn)成本，加工時間也會縮 短，并且乳糖酶也不會殘留在最終的低乳糖牛奶產(chǎn)品中，有利于保護(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)，而且可實 現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)低乳糖牛奶。已有報道的乳糖酶固定化方法多為包埋法、吸附法、交聯(lián)法或多種方法組合使 用或其他方法，例如CN 1818061A公開了海藻酸鈉包埋法固定化乳糖酶；CN1258452A公 開了以微孔玻璃珠或硅膠珠為支持物吸附嗜熱菌乳糖酶以應(yīng)用于生成低乳糖牛奶；CN 1724662A公開了用樹脂吸附、海藻酸鈉包埋、戊二醛交聯(lián)三種方法結(jié)合固定乳糖酶；CN 1769440A公開了一種以殼聚糖為載體、三羥甲基膦為交聯(lián)劑固定化高溫β _半乳糖苷酶的 方法；CN2390887Y公開了利用帶有超濾膜壁的中空纖維截留法固定乳糖酶；此外，王靜等 人研究了以陽離子交換樹脂D151為載體、戊二醛為交聯(lián)劑，吸附交聯(lián)黑曲霉乳糖酶制備固 定化乳糖酶，并用于連續(xù)生產(chǎn)低乳糖乳(陽離子交換樹脂D151固定化乳糖酶研究，河北農(nóng) 業(yè)大學(xué)學(xué)報.第29卷第4期，2006年7月；利用固定化乳糖酶連續(xù)生產(chǎn)低乳糖乳的研究， 食品工業(yè)科技.2 008年第09期)；潘曉亞等人對以明膠為載體包埋固定乳糖酶技術(shù)進(jìn)行了 研究(明膠載體固定化乳糖酶技術(shù)研究，乳品加工.2006. 03)；……。
上述目前已有的固定化乳糖酶的技術(shù)研究中，大多停留在對固定化過程的研究， 通常酶活損失較大，所固定的酶普遍具有針對性，或選用的載體穩(wěn)定性較差，與酶之間的結(jié) 合力較差；雖有研究提到固定化酶的裝置，但其適用性較差，不容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。另外， 在固定化乳糖酶的工業(yè)化應(yīng)用中，還應(yīng)注意固定化酶的清洗問題，以防止固定化酶被微生 物污染，然而，上述研究中均未涉及對固定化酶的微生物污染防治技術(shù)，難以滿足工業(yè)化生 產(chǎn)的要求。因此，固定化乳糖酶技術(shù)仍有待進(jìn)一步研究。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種固定化乳糖酶，以降低工業(yè)化生產(chǎn)低乳糖牛奶的成本，并解決低乳糖牛奶的品質(zhì)問題。本發(fā)明的另一目的在于提供制備所述固定化乳糖酶的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供所述固定化乳糖酶的應(yīng)用，具體是其在生產(chǎn)低乳糖牛 奶中的應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的在于提供一種包含所述固定化乳糖酶的生產(chǎn)低乳糖牛奶的反
應(yīng)裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述固定化乳糖酶的微生物污染防治方法。一方面，本發(fā)明提供了一種固定化乳糖酶，該固定化乳糖酶是利用帶有氨基基團(tuán) (-NH2)的載體經(jīng)戊二醛處理制成活化載體、然后再固定乳糖酶而成。另一方面，本發(fā)明還提供了一種制備所述固定化乳糖酶的方法，該方法包括步驟 取帶有氨基基團(tuán)的載體，經(jīng)戊二醛處理使載體的氨基與戊二醛的醛基結(jié)合，制成活化載體； 在活化載體上固定乳糖酶，使活化載體的醛基與酶的氨基結(jié)合，得到固定化乳糖酶。為解決現(xiàn)有技術(shù)中固定化乳糖酶技術(shù)所存在的酶活損失高、酶與載體結(jié)合不牢固 等問題，本案發(fā)明人對固定化乳糖酶技術(shù)進(jìn)行了研究。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，載體種類的選 擇以及合適的固定化方式對固定化酶的活性和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，本發(fā)明針對乳糖酶的 結(jié)構(gòu)特性，找到了一種適合固定化乳糖酶的載體，即本發(fā)明中所述的帶有氨基基團(tuán)的載體， 所述的氨基基團(tuán)是具有活性的氨基基團(tuán)，該載體經(jīng)戊二醛處理，可使載體的活性氨基與交 聯(lián)劑戊二醛的一個醛基結(jié)合，然后再將乳糖酶固定于戊二醛的另一個醛基上，制成的活性 載體對乳糖酶的結(jié)合程度較高，使得固定化酶的活性穩(wěn)定，能有效提高固定化酶的利用效 率。本發(fā)明中，所述帶有氨基基團(tuán)的載體可以商購獲得，也可以按照現(xiàn)有技術(shù)的記載 自行制備得到，現(xiàn)有技術(shù)中主要是利用帶有氨基基團(tuán)的載體負(fù)載一些藥物活性組分或催化 劑等。本發(fā)明中所述的氨基基團(tuán)包括氨基、胼基、酰胼基等含有活性-NH2W基團(tuán)。根據(jù)本發(fā) 明的具體實施方案，為使所制備得到的固定化乳糖酶具有一定的剛性結(jié)構(gòu)，即不可壓縮型， 以利于將固定化乳糖酶應(yīng)用于低乳糖奶的工業(yè)化生產(chǎn)，本發(fā)明中要求所選用的載體具有一 定的機械強度。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方案，本發(fā)明中可選用氨基化二氧化硅、含有氨 基的樹脂聚合物或含有酰胼基的樹脂聚合物作為本發(fā)明的載體，其活性基團(tuán)為氨基。在本 發(fā)明的一更優(yōu)選的具體實施方案中，所述載體顆粒粒徑0. 5 1. 2毫米，其形狀可為基本上 微球狀顆粒等，顆粒密度100 150毫升/100克抽干載體，120 160毫升/100克風(fēng)干載體。本發(fā)明中對所固定的乳糖酶無特殊要求，可以為各種微生物來源或動植物來源的乳糖酶，可以是商購乳糖酶產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的固定化乳糖酶，其酶活> 100U/g，最適反應(yīng) PH值為6. 5 7. 0，最適反應(yīng)溫度38 41°C。在本發(fā)明的更具體的一實施方案中，所述固定 化乳糖酶的活性為100 200U/g，反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)Km為250 300mmol/L，Vmax為0. 1 1.Ommol/g · min。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的制備固定化乳糖酶的方法包括步驟取帶有氨基基團(tuán)的載體，加入戊二醛溶液，在室溫下處理5 10小時，使載體的氨 基與戊二醛的醛基結(jié)合，制成活化載體；發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，該步驟中戊二醛溶液的濃度 將直接影響固定化酶產(chǎn)品的活性，本發(fā)明中優(yōu)選使用戊二醛濃度 5% (除特別說明 夕卜，本發(fā)明中所述比例和含量均為重量比例和含量)的水溶液處理帶有氨基基團(tuán)的載體以 制備活化載體。戊二醛溶液的量能浸沒載體即可；將活化載體浸入到乳糖酶溶液中(優(yōu)選控制酶溶液濃度> 2000U/mL，酶溶液的量 能浸沒載體即可)，在室溫下反應(yīng)5 10小時(期間可適當(dāng)間歇輕微攪拌，例如可隔20 30分鐘)，使乳糖酶的氨基與活化載體的醛基充分結(jié)合，制成固定化乳糖酶。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，本發(fā)明的制備固定化乳糖酶的方法還包括用無 菌的中性(PH值為6. 5 7. 0)磷酸緩沖溶液清洗活化載體和/或固定化乳糖酶的步驟。 即，在使載體的氨基與戊二醛的醛基結(jié)合制成活化載體后，可用磷酸緩沖溶液清洗掉活化 載體上的殘留戊二醛，然后再固定乳糖酶；在完成乳糖酶的固定化后，可用磷酸緩沖溶液清 洗掉固定化乳糖酶上的殘留乳糖酶。利用本發(fā)明制備固定乳糖酶的方法，酶的活力回收率可達(dá)到> 80%，固定化酶的 活性> 100U/g(本發(fā)明中酶活性單位U，定義為在37°C，pH值為6. 8條件下，每克游離酶 或固定化酶每分鐘從5%的乳糖溶液(由0. IM的磷酸緩沖溶液配制)中釋放出1 μ mol葡 萄糖，定義為1個酶活單位)，最適反應(yīng)pH值為6. 5 7. 0，在牛奶的自然pH值之間，非常 適合牛奶中乳糖的水解，最適反應(yīng)溫度為38 41°C，耐熱性較游離乳糖酶增強，耐pH值較 游離乳糖酶PH值增大，反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)Km為250 300mmol/L，Vmax = 0. 1 1. Ommol/ g · min。另一方面，本發(fā)明還提供了所述固定化乳糖酶在生產(chǎn)低乳糖牛奶中的應(yīng)用。由 于本發(fā)明的固定化乳糖酶具有穩(wěn)定性強、活性高、反應(yīng)PH值適宜等特點，其特別適用于水 解牛奶中的乳糖而生產(chǎn)低乳糖牛奶。另外，雖然本發(fā)明的固定化乳糖酶的最適反應(yīng)溫度為 38 41°C，其在低溫下(例如10°C左右)也具有良好的生物活性，適合低乳糖牛奶的生產(chǎn)。另一方面，本發(fā)明還提供了一種利用固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的反應(yīng)裝置， 其中填充有本發(fā)明所述的固定化乳糖酶。本發(fā)明利用固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的反應(yīng) 裝置，具體可以是固定床反應(yīng)器，例如填充柱等。反應(yīng)裝置中除填充本發(fā)明的固定化乳糖酶 夕卜，裝置的其他具體結(jié)構(gòu)可參照現(xiàn)有技術(shù)。另一方面，本發(fā)明還提供了一種利用本發(fā)明所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的 方法，該方法包括使牛奶與所述固定化乳糖酶接觸以分解牛奶中乳糖的過程。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在利用本發(fā)明所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法中，優(yōu)選控制牛奶與固定化乳糖酶的接觸過程中酶的環(huán)境溫度為8 41°C，牛奶與固 定化乳糖酶的接觸停留時間為20 30分鐘。在本發(fā)明的一更具體的實施方案中，所述生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法為工業(yè)化連續(xù)生 產(chǎn)，其中是將所述固定化乳糖酶填充到一固定床反應(yīng)器中，使牛奶以一定的流速通過反應(yīng) 器中的固定化乳糖酶，其中，控制固定床反應(yīng)器中的溫度為10 40°C，并控制牛奶流速，使 其在固定床反應(yīng)器中停留20 30分鐘，實驗表明，乳糖含量為4. 8%的牛奶流經(jīng)該反應(yīng)器 后，其中乳糖水解率大于70%。
另一方面，本發(fā)明還提供了所述固定化乳糖酶的微生物污染防治方法。本發(fā)明中， 由于乳糖酶在與活化載體結(jié)合后，酶的結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定的改變，且本發(fā)明的固定化酶中，酶 的活性基團(tuán)是暴露在外面的而保持有較高的酶活性，在對該固定化乳糖酶進(jìn)行微生物污染 防治時，應(yīng)考慮盡可能減少對酶活性基團(tuán)的損害以避免酶失活。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方 案，本發(fā)明的固定化乳糖酶的微生物污染防治方法包括用Rozone S16、雙季銨鹽或新潔爾滅等殺菌劑沖洗固定化乳糖酶10 20min以 殺菌；根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體方案，可用0. 05% 0. 的RozoneSie沖洗固定化乳糖酶 10 15分鐘，用稀釋500倍的雙季銨鹽沖洗固定化乳糖酶10 20分鐘，或用200ppm的 新潔爾滅沖洗固定化乳糖酶10分鐘，在上述殺菌劑濃度和作用時間下能達(dá)到良好的殺菌 效果，且對固定化酶的活性損失較??；經(jīng)殺菌后的固定化乳糖酶置于中性的40% 60%的 甘油溶液(甘油的水溶液)保存，保存溫度優(yōu)選為3 5°C，以防止微生物的進(jìn)一步生長繁 殖。本發(fā)明所提供的固定化乳糖酶的微生物污染防治方法，特別是指固定化乳糖酶在 生產(chǎn)應(yīng)用中的微生物污染防治方法，主要是通過冷殺菌的方式并采用一定的保存方式來達(dá) 到微生物污染防治的方法。實際應(yīng)用中，在裝載固定化乳糖酶的固定床反應(yīng)器每反應(yīng)2 5個批次(每天固定化乳糖酶與牛奶連續(xù)反應(yīng)8小時為一個批次)后用0. 05% 0. 的 Rozone S16沖洗10 15min，微生物殺滅率可達(dá)到95%以上，而固定化酶的活性下降小于 0.5% ；經(jīng)冷殺菌后的固定化酶在不用時于生產(chǎn)時置于40% 60%的甘油溶液中保存能進(jìn) 一步保護(hù)固定化乳糖酶的活性并防止微生物的進(jìn)一步生長繁殖。在本發(fā)明的一具體實施方 案中，通過本發(fā)明所提供的固定化乳糖酶的微生物污染防治方法處理，應(yīng)用本發(fā)明的固定 化乳糖酶在10°C下生產(chǎn)低乳糖牛奶，通過65個批次反應(yīng)，酶活性僅下降15.8%，完全滿足 工業(yè)化生產(chǎn)的要求。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明選取含有氨基基團(tuán)的載體，采用共價 結(jié)合的方法，將載體與交聯(lián)劑的醛基結(jié)合，制成的活性載體對乳糖酶的結(jié)合程度提高，使得 固定化乳糖酶的活性穩(wěn)定，能有效提高固定化乳糖酶的利用效率；適合本發(fā)明技術(shù)的乳糖 酶可為各種商業(yè)化乳糖酶；將本發(fā)明的固定化乳糖酶應(yīng)用于制備低乳糖奶，易于滿足工業(yè) 化生產(chǎn)的要求，能進(jìn)行連續(xù)化、自動化生產(chǎn)；而且本發(fā)明還對所述固定化乳糖酶的使用過程 中微生物的污染防治采取了一定的措施，使得固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶實現(xiàn)工業(yè)化成 為可能。
圖1為顯示本發(fā)明實施例2中利用本發(fā)明的固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶時，牛奶中乳糖水解率與酶的使用周期之間的關(guān)系的曲線圖。圖2為顯示本發(fā)明實施例3中利用本發(fā)明的固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶時，牛 奶中乳糖水解率與酶的使用周期之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)及特點，旨在幫助閱讀者更好地理解 本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)和所能產(chǎn)生的有益效果，不能理解為對本發(fā)明實施范圍的限定。實施例1 乳糖酶固定化本實施例的制備固定化乳糖酶的方法包括稱取500g帶有活性氨基的樹脂聚合物載體(商購，來源于上海恒然生物科技有限 公司，商品名稱氨基載體(LZ-A)，載體形狀為微球狀顆粒，顆粒密度130毫升/100克抽干 載體，140毫升/100克風(fēng)干載體；顆粒直徑0. 5 1. 2毫米)，將該氨基載體加入3%的戊 二醛(0HC-CH2-CH2-CH2-CH0)溶液中，在室溫(約25V )下交聯(lián)6小時，戊二醛的一個醛基 (-CH0)將和載體的氨基(-NH2)結(jié)合，制成活化的載體；該過程中，由于一個氨基僅能和一 個醛基結(jié)合，而戊二醛的鏈較短，所以戊二醛的另一個醛基和載體上其他氨基結(jié)合的幾率 較小，戊二醛能露出一個醛基，得到活化的載體，該載體具有游離的醛基，因同性相斥，這些 游離的醛基基團(tuán)不能相互結(jié)合到一起，可以保持有活性；交聯(lián)后用pH值為6. 8的滅菌的磷酸緩沖溶液清洗掉殘留的戊二醛；將活化的載體上浸入商業(yè)化乳糖酶溶液中，乳糖酶溶液活性約2300U/ml，在室溫 下放置6小時，讓乳糖酶的氨基與活化載體的游離醛基充分結(jié)合(通過測定所得固定化乳 糖酶的活性即可評價酶與活化載體的結(jié)合效果)，即制成本實施例的固定化乳糖酶，將固定 化乳糖酶浙干，可用無菌的PH值為6. 8的磷酸緩沖溶液沖洗掉殘余的乳糖酶(或酶液)，即 可用于低乳糖牛奶的生產(chǎn)。該固定化乳糖酶可貯存在中性的40% 60%的甘油溶液中待 用。對本實施例的固定化乳糖酶的特性進(jìn)行分析，得到固定化時酶的活力回收率為 85 %，固定化酶的活性為112U/g，最適反應(yīng)pH值為6. 5 7. 0，最適反應(yīng)溫度為38 41°C， 耐熱性和耐PH值較游離酶增大，反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)Km為285. 87mmol/L, Vmax = 0. 23mmol/g
mirio實施例2 利用固定化乳糖酶在室溫水解牛奶中乳糖操作穩(wěn)定性試驗將實施例1制備得到的固定化乳糖酶填充到固定床反應(yīng)器(帶有夾套的填充柱) 中，填充高度18cm，總共酶活為3700U，夾套通過循環(huán)水浴鍋通入設(shè)定溫度的水來保持系統(tǒng) 的溫度(本實施例中設(shè)定溫度為室溫，24 26°C )，通過蠕動泵將乳糖含量為4. 8%的牛奶 從填充柱的底端流入、頂端留出，牛奶在管柱中停留約23min，這樣，從填充柱頂端出來的牛 奶即為低乳糖牛奶。本實施例中，反應(yīng)器每天運行7個小時，每天運行完畢后用滅菌蒸餾水對填充有 固定化乳糖酶的填充柱進(jìn)行反復(fù)沖洗，然后置于PH值為6. 8、濃度為0. IM的磷酸緩沖溶液 中，于4°C貯存；使用前再用滅菌蒸餾水對填充柱沖洗干凈；重復(fù)使用65天。實驗過程中固定化乳糖酶的活性變化趨勢可參考圖1，其中顯示了牛奶中乳糖水 解率與固定化酶的使用周期之間的關(guān)系變化。從圖1可以看出，本發(fā)明的固定化乳糖酶在室溫重復(fù)使用時活性下降較快，經(jīng)過65個批次反應(yīng)，牛奶中乳糖水解率從最初批次的 78. 6%下降到最終批次的39.7%，活性下降了 49.5%。分析其原因，主要是因為固定化乳 糖酶在使用的過程中受到微生物污染以及溫度較高時酶的活性基團(tuán)容易失活。實施例3 固定床反應(yīng)器在10°C條件下的運行試驗將實施例1制備得到的固定化乳糖酶填充到固定床反應(yīng)器(帶有夾套的填充柱) 中，填充高度14. 5cm，總共酶活為2650U，夾套通過循環(huán)水浴鍋通入設(shè)定溫度的水來保持系 統(tǒng)的溫度(本實施例中設(shè)定溫度為10°C )，通過蠕動泵將乳糖含量為4. 8%的牛奶從填充柱 的底端流入、頂端留出，牛奶在管柱中停留約22min，這樣，從填充柱頂端出來的牛奶即為低 乳糖牛奶。本實施例中，每天運行7個小時，每天運行完畢后用滅菌蒸餾水對填充有固定化 乳糖酶的填充柱進(jìn)行沖洗，然后置于PH值為6. 8、濃度為50 %的甘油溶液中，于4°C貯存； 每使用3天后用0. 的Rozone S16沖洗lOmin，蒸餾水沖洗干凈后再置于50%的甘油溶 液中貯存，使用前再用滅菌蒸餾水對填充柱沖洗干凈繼續(xù)使用；重復(fù)使用65天。實驗過程中固定化乳糖酶的活性變化趨勢可參考圖2，其中顯示了牛奶中乳糖水 解率與固定化酶的使用周期之間的關(guān)系變化。從圖2可以看出，本發(fā)明的固定化乳糖酶 在室溫重復(fù)使用時活性下降較快，經(jīng)過65個批次，反應(yīng)牛奶中乳糖水解率從最初批次的 74.0%下降到最終批次的62.3%，活性僅下降了 15.8%。該實施例表明，本發(fā)明的固定化 乳糖 酶適宜在溫度較低情況下用于生產(chǎn)低乳糖牛奶，本發(fā)明進(jìn)一步通過配備有效的固定化 乳糖酶微生物防治手段，所以固定化乳糖酶在低溫下完全可以實現(xiàn)工業(yè)化。
權(quán)利要求
一種固定化乳糖酶，該固定化乳糖酶是利用帶有氨基基團(tuán)的載體經(jīng)戊二醛處理制成活化載體、然后再固定乳糖酶而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定化乳糖酶，其中，所述載體為氨基化二氧化硅、含有氨 基的樹脂聚合物或含有酰胼基的樹脂聚合物，載體顆粒粒徑0. 5 1. 2毫米，顆粒密度 100 150毫升/100克抽干載體，120 160毫升/100克風(fēng)干載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定化乳糖酶，該固定化乳糖酶的活性為100 200U/g， 最適反應(yīng)PH值為6. 5 7.0，最適反應(yīng)溫度為38 41°C，反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)Km為250 300mmol/L, Vmax 為 0. 1 1. Ommol/g · min。
4.一種制備權(quán)利要求1 3任一項所述固定化乳糖酶的方法，該方法包括步驟取帶有氨基基團(tuán)的載體，經(jīng)戊二醛處理使載體的氨基與戊二醛的醛基結(jié)合，制成活化 載體；在活化載體上固定乳糖酶，使活化載體的醛基與酶的氨基結(jié)合，得到固定化乳糖酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，該方法包括步驟取帶有氨基基團(tuán)的載體，加入 5%的戊二醛溶液處理5 10小時，使載體的氨基 與戊二醛的醛基結(jié)合，制成活化載體；將活化載體浸入乳糖酶溶液中，反應(yīng)5 10小時，使乳糖酶的氨基與活化載體的醛基 充分結(jié)合，制成固定化乳糖酶。
6.權(quán)利要求1 3任一項所述的固定化乳糖酶在生產(chǎn)低乳糖牛奶中的應(yīng)用。
7.一種利用固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的反應(yīng)裝置，其中填充有權(quán)利要求1 3任 一項所述的固定化乳糖酶。
8.一種利用權(quán)利要求1 3任一項所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法，該方法 包括使牛奶與所述固定化乳糖酶接觸以分解牛奶中乳糖的過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，控制牛奶與固定化乳糖酶的接觸過程中酶的環(huán) 境溫度為10 40°C，且牛奶與固定化乳糖酶的接觸停留時間為20 30分鐘。
10.權(quán)利要求1 3任一項所述固定化乳糖酶的微生物污染防治方法，該方法包括 用0.05% 0. 的Rozone S16、稀釋500倍的雙季銨鹽或200ppm的新潔爾滅沖洗所述經(jīng)使用過的固定化乳糖酶10 20min以殺菌；經(jīng)殺菌后的固定化乳糖酶置于中性的40% 60%的甘油溶液中于3 5°C保存。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種固定化乳糖酶及其制備方法與應(yīng)用，所述的固定化乳糖酶是利用帶有氨基基團(tuán)的載體經(jīng)戊二醛處理制成活化載體、然后再固定乳糖酶而制成。本發(fā)明同時提供了制備所述固定化乳糖酶的方法，所述固定化乳糖酶在生產(chǎn)低乳糖牛奶中的應(yīng)用，包含所述固定化乳糖酶的生產(chǎn)低乳糖牛奶的反應(yīng)裝置，以及利用所述固定化乳糖酶生產(chǎn)低乳糖牛奶的方法；本發(fā)明另外還提供了所述固定化乳糖酶的微生物污染防治方法。
文檔編號A61L101/32GK101845431SQ20091012974
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者云戰(zhàn)友, 卜建斌, 王彩云 申請人:內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團(tuán)股份有限公司