黑曲霉PQ570689来源β-半乳糖苷酶的纯化表征及其在乳糖水解与益生元合成中的应用

来自尼日利亚的研究人员针对乳糖不耐受问题，从发酵山羊奶中分离的黑曲霉PQ570689菌株中纯化出β-半乳糖苷酶，通过硫酸铵沉淀和凝胶过滤获得高活性酶制剂（338 U/mL）。该酶在pH 7和50°C时活性最佳，但受金属离子和糖类抑制，其动力学参数Vmax=666.67 U/mL/min，Km=8.67 mmol，并展现出>99%乳糖水解率和7%益生元合成潜力，为工业应用提供新选择。

　　

这项研究聚焦于从尼日利亚米纳地区发酵山羊奶中分离的黑曲霉(Aspergillus niger PQ570689)菌株，成功提取并纯化了具有双重功能的β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)。通过硫酸铵沉淀和凝胶过滤两步纯化，获得蛋白含量仅18 mg/mL但比活性达18.82 U/mg的高纯度酶制剂，纯化倍数高达35.78倍。

酶学特性分析显示，该生物催化剂在50°C的中性环境(pH 7)表现最佳活性，却意外地被所有测试金属离子(Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Mg²⁺)、表面活性剂(SDS/Tween-80)和糖类(果糖/葡萄糖/蔗糖)抑制。动力学研究揭示其具有惊人的催化效率(V_max=666.67 U/mL/min)和适中底物亲和力(K_m=8.67 mmol)，使用o-硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷(ONPG)作为底物时展现出典型米氏动力学特征。

最令人振奋的是，高效液相色谱(HPLC)验证该酶能近乎完全分解乳糖(>99%)，同时还能催化生成具有益生功能的低聚糖(7%)。这种"一酶双效"特性使其在乳品加工、功能性食品开发及环境生物技术领域具有广阔应用前景，特别是为解决全球性乳糖不耐受问题提供了新的微生物酶解决方案。