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乳糖酶高效生产新技术

当前栏目:新闻|来源:网络转载||发布时间:2020-08-24 20:46:02|阅读:

日前,国家食品营养咨询委员会主任卢良恕院士等多位专家高度评价的高新技术成果“利用生物技术开发新型乳糖酶及其高效生产方式”通过了农业部科技成果鉴定。由中国科学院院长田波院士和我国分子生物学、微生物学、食品工业等领域的一流专家组成的评审委员会一致认为,该项目为解决乳糖不耐症提供了有效途径,能够促进乳制品消费,对乳制品行业的发展和“乳制品振兴计划”、“学校牛奶计划”和“学生成长工程”的实施具有重要意义。技术水平达到国际领先水平,在中国拥有自主知识产权。

乳糖酶高效生产新技术

乳糖酶(β-D-D-半乳糖苷半乳糖水解酶;-D-半乳糖基水解酶,EC 3.2.1.23)可将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖,可用于加工牛奶和乳清以生产低乳糖牛奶和低乳糖乳制品。可用于治疗乳糖不耐症。乳糖是牛奶中的主要糖成分,其含量约为5%(w/v)。许多成年人(在亚洲和非洲占很大比例)体内缺乏乳糖酶,所以他们很难消化牛奶。喝完牛奶后,乳糖到达肠道,被肠道细菌分解和发酵,产生大量二氧化碳气体,使肠道膨胀和收缩,导致肠鸣、腹胀和腹泻。这种疾病被称为乳糖不耐症。由于乳糖不耐症的普遍存在,相当一部分人不能充分消化和吸收牛奶这种天然均衡的食品中的营养成分,这已经成为阻碍我国乳制品行业发展的主要障碍之一。低乳糖牛奶和低乳糖乳制品是解决这一问题最有效的方法,而低乳糖牛奶和低乳糖乳制品的生产必须依赖于高效的生物催化剂——乳糖酶。

乳糖酶高效生产新技术

世界各国对乳糖酶工业化生产的研究已经进行了几十年,中国的研究历史也很长。然而,目前乳糖酶还没有在食品工业中得到广泛应用,主要是因为:(1)乳糖酶的单位产量低;(2)市场上销售的乳糖酶多为胞内酶,耐热性差,应用范围窄;此外,来自酵母(kluyveromyceslactis,kluyveromycesfragilis)的胞内酶只能通过破碎细胞获得,并且提取和纯化过程复杂。由于上述原因,乳糖酶的销售价格高、应用成本高、应用范围窄,不能满足食品和乳制品行业的需求。

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中国农业科学院生物技术研究所著名分子生物学家樊院士领导的研究团队,利用现代分子生物学和基因工程技术,开发了一种新型高效乳糖酶及其廉价生产技术。该研究小组从白曲霉牛奶中筛选出一种新型乳糖酶,该酶在功效、热稳定性、抗逆性和实际应用中的广谱性方面均优于国外生产的市售乳糖酶。进一步克隆了该酶的新基因,首次成功构建了高效表达乳糖酶的重组生物反应器。乳糖酶的单位表达量接近6g/l,是国外商业化生产的基因工程白曲霉的6倍。同时,表达的乳糖酶可以自身分泌到细胞外,这解决了当前乳糖酶生产过程中单位产量低和后处理困难的问题,并使得工业上廉价生产乳糖酶成为可能。

乳糖酶高效生产新技术

此外,利用该技术生产乳糖酶还具有操作简单易行、发酵原料廉价易得、设备要求低、发酵时间较短、乳糖酶产量大且稳定等特点。国内发酵工厂现有设备能够满足大、中、小型发酵企业生产低成本乳糖酶的需求。乳糖酶的生产不产生任何有毒有害的污染物,也不会造成环境污染。这是一项环保技术,具有良好的技术推广前景。

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该成果是我国在食品工业中应用基因工程等高新技术的重大突破,具有实际应用价值和广阔的应用前景。其科技水平处于世界领先地位,拥有自主知识产权。一方面,其产业化可以创造巨大的社会、生态和经济效益,对提高人民生活水平和生活质量具有重要意义;另一方面,它还将在促进基因工程等高科技渗透到传统食品工业和开辟食品工业新领域方面发挥示范作用。

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联系人:中国农业科学院生物技术研究所

张伟博士

电话:010-68919864




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