學生姓名:
蔡佳樺
指導教授:
方翠筠
學 號:
10432010
學期:
104上
摘 要:
乳果糖 (lactulose) 為一種不易消化的雙糖，可用於治療慢性便秘、肝性腦病變並有效改善腸道菌相，增加腸道對礦物質的吸收。目前可藉由化學催化或酵素催化得到乳果糖，雖然化學催化具有高轉換率，但其副產物多、後續純化步驟繁瑣且成本高，因此利用酵素催化已成為未來趨勢。然而，酵素催化低轉換率低，所以尋求具高轉換率的酵素為重要的課題。
本研究將探討以 Caldicellulosiruptor saccharolyticus 來源之 cellobiose 2-epimerase (CsCE) 生產乳果糖的最適作用條件，並藉由基因工程提昇 CsCE 的催化效率，後續再探討直接於牛奶中生成乳果糖的可能性。以 150 U/mL CsCE 在 pH 7.5、溫度 80oC 下反應 2 小時，可以將 700 g/L 的乳糖轉換成 408 g/L 乳果糖及 107 g/L 表乳糖 (epilactose)，其轉換率分別為 58% 及 15%。利用基因工程得到突變型酵素 E161D/N365P，突變型與原生型酵素相比具有 1.3 倍的催化效率、4 倍的酵素活性半衰期及較高的化學耐受性。最後將 CsCE 直接添加於牛奶中，分別在 50oC 及 8oC 下反應，只要酵素反應達最終平衡，乳果糖及表乳糖的轉換率皆可達 57% 與 15%。
以CsCE 生產乳果糖具有不需輔基質、熱穩定性及高轉換率的特性，可減少生產成本，具有工業發展可能性。
