工程化β-半乳糖苷酶在原料奶中原位催化乳糖转化为益生元

为解决乳糖不耐受问题并提升牛奶的益生元价值，研究人员通过分子定向进化技术改造了Bacillus circulans β-半乳糖苷酶（BglD），获得突变体T473L/R484P。该突变体在低温（5-10°C）下可将原料奶中78%-82%的乳糖转化为30-34 g/L的GOS（半乳寡糖），同时将乳糖含量降至10.4-13.0 g/L，为开发低乳糖高益生元乳制品提供了创新解决方案。

　　

这项突破性研究展示了如何利用工程化β-半乳糖苷酶（β-galactosidase）在原料奶中实现"一箭双雕"——既降低乳糖含量，又生成具有肠道健康益处的半乳寡糖（GOS）。科研团队从Bacillus circulans中分离的BglD酶虽然展现出73.61%的乳糖转化效率，但其耐巴氏杀菌的特性反而成为加工障碍。通过精妙的分子定向进化技术，他们成功获得了突变体T473L/R484P。这个"怕热"的突变体在55°C和pH 6.5时活性最佳，却在50°C以上快速失活，这种特性恰好适合低温乳品加工。在模拟乳品环境中，这个酶变体展现出惊人潜力：5-10°C的低温条件下，它能将乳糖含量从常规的46g/L大幅降至10.4-13.0g/L，同时生成30-34g/L的GOS。这种"低温魔法"不仅解决了传统酶法处理需要加热的难题，更为开发新一代功能性乳制品打开了大门——既能满足乳糖不耐人群的需求，又能通过GOS促进肠道益生菌生长，实现营养与功能的完美平衡。