《表2.已报道的生物法制备乳果糖生产工艺》

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《利用纤维二糖差向异构酶制备乳果糖的研究进展》

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已报道的生物法制备乳果糖工艺见表2，目前产物乳果糖浓度最高达到614 g/L，转化率高达88%[38]，但反应体系添加了较高浓度的硼酸。在不添加硼酸的情况下，产物浓度最高为408 g/L，此时转化率为58%[20]。生产强度最高的工艺中，添加硼酸组为205 g/L，不添加为204 g/L，水平相当。所有催化工艺都可以在2–4 h完成催化，显示了较快的反应速度。反应体系中酶的用量差异则较大，在12.5–150.0 U/mL的范围内均完成了催化。由以上数据可知，CE酶催化乳糖制备乳果糖的速度是比较快的，产物浓度和生产强度也接近了产业化的水平，因此使用该酶作为工业酶理论上可行。由于CE酶生产乳果糖的催化温度很高，降低反应温度又会显著降低底物转化率，因此固定化CE酶体系必须能够长时间耐受高温，这对固定化材料和酶本身都提出了很高的要求。目前有一些固定化体系获得了成功，江南大学的Gu等通过吸附法将CE酶固定化在枯草芽孢杆菌的芽孢上，固定量最高达到1.47 mg每1011个芽孢，酶回收率为79.4%。固定化芽孢在4 h内获得56.4%转化率，乳果糖浓度395 g/L，重复使用8批次后芽孢残留有70%的酶活[41]。Wang等也尝试将CSCE酶固定化在商业化的Doulite A568树脂上，固定化使用的是纯酶。纯化方法是在70°C热处理破碎细胞液2 h，失活杂蛋白后直接得到较纯的CSCE酶，纯酶回收率达到86.6%。固定化时利用酶与树脂的静电吸附作用，同时加入戊二醛交联，该固定化酶重复使用15批次后仍有90%的酶活[42]。