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脆壁酵母是單細胞真核微生物。細胞形態有球形、卵圓形、臘腸形等。比細菌的單細胞個體要大得多,一般為1~5微米或5~20微米。無鞭毛,不能遊動,具有典型的真核細胞結構,有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質、液泡、線粒體等。菌落特徵與細菌相似,但比細菌菌落大而厚,菌落表面光滑、濕潤、粘稠,容易挑起,菌落質地均勻,正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一,菌落多為乳白色。工業中應用為生成半乳糖苷酶。[1]

脆壁酵母概述

脆壁酵母是生產半乳糖苷酶的主要酵母菌種。酵母菌產生的半乳糖苷酶通常是胞內酶,製備純品必須破碎細胞,該酶對酸、熱較不穩定,當某些離子存在時,才有最大活性,因此不適於在工業上進行應用。但是,酵母菌容易培養,在深層培養條件下可以大量生成半乳糖苷酶,這些優點掩蓋了它的不足,故酵母菌產生的半乳糖苷酶才得以成功的進行開發。酵母菌產生的半乳糖苷酶最適pH近於中性,與牛乳的接近,最適溫度較低,適於處理牛乳和甜乳清中的乳糖。乳糖酶乳糖酶是一種白色粉末,無嗅無味,溶解後是一種淺棕色的液體,該酶可用於降解乳糖為半乳糖和葡萄糖,亦具有半乳糖昔的轉移作用,是一種無毒副作用的生物酶製劑,已被確定為安全物質。我國衛生部己於1998年10月同意將其列入食品添加劑衛生使用標準之中,允許在食品工業生產中使用 。

由於微生物的快速生長和高效代謝的生物學特性,以及微生物乳糖酶來源廣,性質多樣,適合各種需求,便於工業化生產等優點,使其成為工業化酶製劑的主要來源,深受人們的青睞。近年來,人們對乳糖酶產生菌進行了大量的研究,己查明的產酶菌包括細菌、酵母菌、黴菌以及放線菌等。

脆壁酵母乳糖酶的研究現狀與應用

目前,乳糖酶的應用領域很廣。在醫藥領域,有用於治療乳糖不耐受的口服乳糖酶片在乳品工業中,主要用於生產低乳糖牛奶、濃縮乳製品在環保方面。可以利用乳糖酶水解乳清生產奶酪的副產物,因為乳清中的需氧量值很高,會造成嚴重的環境污染,同時乳清中又含乳清蛋白、乳糖、礦物質等等,水解乳清生產乳清糖漿可用來代替蔗糖和卵蛋白來加工生產麵包、乳脂糖等,且用乳糖酶可大大改善產品感官和風味。所以乳糖酶的商業價值很大,而現在對於它的研究主要集中在生產低聚糖、使用基因工程技術生產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參與腦組織的構成,是嬰幼兒腦發育的必需物質,與嬰兒大腦的迅速成長有密切關係。人們經過研究發現,利用乳糖酶水解乳糖,最少包括三個必須的步驟,最後一步表現水解或轉移活性。

乳糖酶用於乳品生產低乳糖製品在國外品種較多 ,如乳糖水解奶,低乳糖奶粉,奶酪,冰激凌。經過水解的牛奶具有以下特點增加滋味,明顯提高奶香,改善口感等。甜度比水解前提高3倍。主要是因為水解後乳糖生成葡萄糖和半乳糖。葡萄糖是人體各部分代謝的能量來源,半乳糖是人體大腦和膜組織代謝時必需的結構糖,此外還產生低聚糖。在低乳糖酸奶中,乳酸菌生長繁殖的速度較快,菌數含量增高,還可明顯的延長發酵乳的貨架期壽命。生產甜煉乳由於水解了適量的乳糖,在濃縮時避免了乳糖的結晶現象,可以使甜煉乳產品的口感細膩,香味十足,增加甜度,減少蔗糖的用量,抑制細菌,從而改善產品的品質。其原理是水解的乳糖和乳清糖漿的黏度較低,這就使得可能濃縮到固體含量較高,尤其是避免了乳糖的結晶問題和蛋白質的聚集現象的發生。[2]

在基因工程技術中的應用 基因工程技術,對於乳糖酶的生產可以對產乳糖酶菌種進行誘變以改善其生產乳糖酶的能力,或將活性高的乳糖酶基因導入易於培養、生長繁殖迅速的微生物體內,從而大大降低成本。如斷使用化學誘變劑對株雙歧桿菌、乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌進行誘變,然後篩選高產菌株。通過與其各自野生型菌株相比,誘變後菌株產酶量明顯增加,長雙歧的誘變菌株產酶量比野生型增加2倍多。為了進一步獲得高產菌株,新的基因工程菌不斷出現,生產酶的工程菌以大腸桿菌、酵母菌為主,此外還有嗜熱鏈球菌、乳桿菌等。我國科學家己經運用現代生物技術開發出了一種新乳糖酶,並建構出一種具有「真核生物反應器」功能和特點的「工程酵母菌。

生產乳清糖漿 乳清糖漿的製造及應用,乳清是加工乾酪及干酩素的副產品,全世界年生產量約9噸,其中一半用於生產乳糖和乳清蛋白,其餘一半當廢水排放,不僅造成浪費,而且污染環境。乳清中含有乳清蛋白、乳糖、礦物質和維生素等營養成分,其中乳清蛋白是完全蛋白質。用乳糖酶水解乳清,使其中的乳糖水解成半乳糖和葡萄糖,甜度達到蔗糖甜度的65%-80%,溶解度增加倍,稱為乳清糖漿。乳清糖漿可用於奶糖、棒棒糖、乳脂糖、鮮乳軟糖、麵包、餅乾和月餅等糖果糕點的加工製作中代替部分的蔗糖和卵蛋白,避免乳糖結晶、焦糖沙包以及紋理等不良現象的發生,使得產品的風味和外觀質量大為改善。此外,乳清糖漿還可用於製作三明治、格瓦斯和乳清酒以及乳清飲料等。

參考文獻