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乳糖酶的作用原理 | 乳糖酶的应用

1. 乳糖酶的应用

酶在生产和生活中的应用 自19世纪末德国生物学家毕希纳(Edward Buchner)证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精,第一次提出酶的名称以来,人类已经发现并鉴定出3000多酶。酶作为一种催化剂,已被广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来,随着酶工程的迅猛发展,酶在生物工程、生物传感器、环保、医药等方面的应用也日益扩大,可以说酶已成为国民经济中不可缺少的一部分,现实生活中,人们的衣、食、住、行及其他方面的新技术几乎都离不开酶。 常见的酶在生产和生活中的应用 洗涤剂工业: (加酶洗衣粉等)碱性蛋白酶类 易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍,加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。 淀粉酶类 餐厅洗碗机的洗涤剂,用于去除难溶的淀粉残迹等 烘烤食品: 真菌产生的a一淀粉酶 催化淀粉降解成可被酵母利用的糖,面包等食品制作等 蛋白酶类(饼干松化剂) 制作饼干过程中,水解面粉中的蛋白质;乳制品生产中,水解乳清蛋白。有利于食品中蛋白类营养的消化吸收。 酿酒工业: 麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。 将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽,从而提高乙醇的产量。 β一葡聚糖酶 分解β-葡聚糖,降低麦汁粘度,加快麦汁过滤速度,避免因β-葡聚糖引起的啤酒混浊。 木瓜蛋白酶 去除啤酒储存过程中生成的混沌物 肉类烹饪: 木瓜蛋白酶(嫩肉粉)菠萝蛋白酶 分解肉的胶原蛋白,使肉类嫩滑。木瓜蛋白酶的最适宜温度为600C,适宜pH7-7.5,不要在高温和酸性环境下使用。 乳制品工业: 凝乳酶 奶酪生产的凝结剂,并可用于分解蛋白质。 乳糖酶 降解乳糖为葡萄糖和半乳糖,获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳品的消化吸收: 果汁生产: 果胶酶、纤维素酶。 处理果肉,提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。 制糖工业: 淀粉酶等 将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆 葡萄糖异构酶 用于将葡萄糖转化为甜度高的果糖,生产高果糖浆。 纺织工业: 淀粉酶 广泛地应用于纺织品的褪浆,其中细菌淀粉酶能忍受100~110℃的高温操作条件。 纤维素酶 代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布,提高牛仔服质量。 制革工业: 胰蛋白酶类 除去毛皮中特定蛋白质使皮革软化,也可用于皮革脱毛。 医疗和药品工业: 胰蛋白酶 用于促进伤口愈合和溶解血凝块,还可用于去除坏死组织,抑制污染微生物的繁殖; 青霉素酰化酶 将易形成抗药性的青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素 L一天冬酰胺酶 用于治疗癌症,剥夺癌细胞生长所需的营养。 溶菌酶(黏多糖溶解酶) 破坏革兰氏阳性菌细胞壁而杀死细菌。抗菌、止血消肿、加快伤口愈合,也用于治疗鼻炎、咽喉炎、口腔溃疡等。 酪氨酸酶 生产(神经递质),多巴用于治疗帕金森综合症。 尿激酶、链激酶 溶血栓剂,治疗血栓病。 蛋白酶等(多酶片) 治疗消化不良,许多酶在医疗中还可作为诊断试剂。 http://www.diliw.cn/tk/gzxkbrj/fzxb/200602/8559.html

2. 乳糖酶的应用领域

乳糖操纵子是参与乳糖分解的一个基因群,由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成,使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。

操纵子(operon):指启动基因、终止基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。

原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。操纵子通常由 2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。启动序列是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。多种原核基因启动序列特定区域内,通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列,称为共有序列。大肠杆菌及一些细菌启动序列的共有序列在-10区域是TATAAT,又称Pribnow盒(PribnowBox),在-35区域为 TTGACA。这些共有序列中的任一碱基突变或变异都会影响RNA聚合酶与启动序列的结合及转录起始。因此,共有序列决定启动序列的转录活性大小。操纵序列是原核阻遏蛋白的结合位点。当操纵序列结合阻遏蛋白时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,或使RNA聚合酶不能沿DNA向前移动,阻遏转录,介导负性调节。原核操纵子调节序列中还有一种特异DNA序列可结合激活蛋白,使转录激活,介导正性调节。

乳糖操纵子包括调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。

大肠杆菌的lac操纵子受到两方面的调控:一是对RNA聚合酶结合到启动子上去的调控(阳性);二是对操纵基因的调控(阴性)。

在含葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能利用乳糖,只有改用乳糖时才能利用乳糖的调控机理是:当在培养基中只有乳糖时由于乳糖是lac操纵子的诱导物,它可以结合在阻遏蛋白的变构位点上,使构象发生改变,破坏了阻遏蛋白与操纵基因的亲和力,不能与操纵基因结合,于是RNA聚合酶结合于启动子,并顺利地通过操纵基因,进行结构基因的转录,产生大量分解乳糖的酶,这就是当大肠杆菌的培养基中只有乳糖时利用乳糖的原因。

在含乳糖的培养基中加入葡萄糖时,不能利用乳糖的原因,即在lac操纵子的调控中,有降解物基因活化蛋白(CAP),当它特异地结合在启动子上时,能促进RNA聚合酶与启动子结合,促进转录(由于CAP的结合能促进转录,称为阳性调控方式)。但游离的CAP不能与启动子结合,必须在细胞内有足够的cAMP时,CAP首先与cAMP形成复合物,此复合物才能与启动子相结合。葡萄糖的降解产物能降低细胞内cAMP的含量,当向乳糖培养基中加入葡萄糖时,造成cAMP浓度降低,CAP便不能结合在启动子上。此时即使有乳糖存在,RNA聚合酶不能与启动子结合,虽已解除了对操纵基因的阻遏,也不能进行转录,所以仍不能利用乳糖。

3. 乳糖酶的应用及发展现状

乳糖酶是一种用来分解乳糖的酶制剂。乳糖酶主要用于乳糖不耐受,如果宝宝经常腹泻,很容易在小肠内壁绒毛末端丢失大量乳糖酶,因此乳糖酶的量不能分解乳制品中的乳糖,导致腹泻。在这种情况下,腹泻会变得越来越严重。这时,婴儿将补充牛奶。糖化酶对腹泻有治疗作用。

4. 乳糖酶功效

乳与乳制品是一种营养成分十分丰富的天然食品,但是乳糖过敏使许多人无法享受乳品的营养价值。虽然酶工程学是晚近才兴起的科学,但酶制剂在乳品工业中的应用由来已久。酶在我国乳制品工业中最主要的应用是将少量的乳糖酶对乳糖分解,来提高有乳糖不耐症的人对乳制品的消化能力,提高和改善产品的口感、风味和营养价值。

5. 乳糖酶的使用

服用的办法是:每次喂奶前10分钟,先吃4-5滴,吃之前先摇匀

吃乳糖酶的间隔时间是4小时,如果这期间吃奶,可以不用再吃乳糖酶

6. 乳糖酶的效果

乳糖酶可以将人体内过多的乳糖,分解成葡萄糖和半乳糖葡萄糖,葡萄糖是人体各部分代谢的能量来源,半乳糖则是大脑和粘膜组织代谢时必要的结构糖,是婴幼儿脑发育的必要组织,与婴儿大脑的迅速成长有着密切的联系。

另外,乳糖酶还可以在体内,通过转糖苷作用,生成低聚糖,低聚糖是一种低分子量不黏稠的水溶性膳食纤维,在肠道上作为增值因子,仅仅被双歧杆菌利用,却也不会被腐败细菌利用,这样就可以大大减少肠道有害毒素的产生,对预防便秘和腹泻有着很重要的作用。

乳糖酶的用途,一般情况下可以用于乳品工业,可以使低甜度的溶解度的乳糖,转变为比较甜的溶解度比较大的单糖,比如葡萄糖和半乳糖,另外,有一定数量的婴儿,由于肠内缺乏正常的乳糖分解酶,有可能会导致喝牛奶以后腹泻,这种情况我们称之为乳糖不耐受。

7. 乳糖酶主要作用

乳糖酶溶于水的,乳糖酶是蛋白质不耐高温,用温水溶解。主要作用是使乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。主要用于乳品工业,可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖

8. 乳糖酶的活性

一、猪在胚胎时期虽然消化器官就已形成,但容积很小,结构和机能也不完善。以后随着年龄的增加而逐渐完善。仔猪唾液中的淀粉酶含量很少,而且活性也低,加上仔猪的胃液中缺乏游离盐酸,其消化能力和杀菌能力都很弱。因此要根据仔猪特点安排好仔猪饲喂方法和饲喂次数。

二、初生仔猪胃容积约30~40毫升,排空很快,这就要求增加饲喂次数。以后消化器官生长迅速,如初生仔猪胃重仅有4~8克,能容纳乳汁25?50克,20日龄时胃重达到35克,容积扩大2~3倍,60日龄胃重达到150克。4周龄时小肠重量为初生时的10~17信;消化器官这种迅速的生长一直保持到7~8月龄,之后开始降低,到13~15月龄才接近成年水平。初生仔猪胃肠功能不全还表现在胃液分泌上,由于仔猪胃和神经系连用统之间的联系还没有完全建立,缺乏条件反射性的胃液分泌,只有当食物进入胃内直接刺激胃壁后,才分泌少量胃液,抑菌,杀菌能力很弱,而成年猪由于条件反射作用,即使胃内没有食物,到时候同样能分泌大量胃液。

三、因此饲喂仔猪时要特别注意卫生,以减少病原侵袭。随着仔猪日龄的增长和食物对胃壁的刺激,盐酸的分泌不断增加,到35~40日龄胃蛋白酶才表现出消化力,仔猪才可利用多种饲料,直到2.5~3月龄,胃内盐酸浓度才接近成年猪水平。实践证明,早期补料,可直接刺激胃壁功能,缩短胃机能不完善时间,提高消化力,增加抗病力。

四、仔猪出生时胃内仅有凝乳酶,胃蛋白酶很少,由于胃底腺不发达,缺乏游离盐酸,胃蛋白酶没有活性,不能很好地消化蛋白质,特别是植物性蛋白质。这时只有肠腺和胰腺发育比较完善,胰蛋白酶、肠淀粉酶和乳糖酶活性较高,食物主要是在小肠内消化。所以,初生仔猪只能吃奶而不能利用植物性饲料。哺乳仔猪消化机能不完善还表现在食物通过消化道的速度较快。食物进入胃内排空的时间是,15日龄时为1.5小时,30日龄时为3~5小时,60日龄时为16~19小时。

9. 乳糖酶的应用原理

乳糖发酵实验 ( Lactose Fermentation Experiment ) 是常用的鉴别微生物的生化反应,在肠道细菌的鉴定上尤为重要,是初步鉴定肠道致病菌与非致病菌常用的试验。

乳糖发酵实验

乳糖发酵实验 ( Lactose Fermentation Experiment ) 是常用的鉴别微生物的生化反应,在肠道细菌的鉴定上尤为重要,是初步鉴定肠道致病菌与非致病菌常用的试验。

中文名

乳糖发酵实验

外文名

Lactose Fermentation Experiment

释义

初步鉴定肠道致病菌与

地位

常用的鉴别微生物的生化反应,

多糖—单糖—丙酮酸—酸性产物(或产酸产气)—pH下降—指示剂呈酸性变色(若产气者有气泡出现)。

不同的细菌可以根据分解利用糖能力的差异表现出是否产酸产气作为鉴定菌种的依据。是否产酸,可在糖发酵培养基中加入指示剂(通常为溴甲酚紫,即B.C.P)其pH在5.2以下呈黄色,pH在6.8以上呈紫色,经培养后根据指示剂的颜色变化来判断。是否产气可在发酵培养基中放入倒置小倒管观察。

不同的微生物具有发酵不同糖(醇)的酶类,所以发酵途径及发酵产物各不相同。例如:大肠杆菌能使乳糖发酵,产酸产气,而伤寒杆菌则不能;大肠杆菌能使葡萄糖发酵,产酸产气,而伤寒杆菌则只产酸,不产气。

绝大多数细菌都能利用糖类作为碳源和能源,但是它们在分解糖类物质的能力上有很大的差异。有些细菌能分解某些糖产生有机酸(如乳酸、醋酸、丙酸等)和气体(如氢气、甲烷、二氧化碳等);有些细菌只产酸不产气,不能分解乳糖;普通变形杆菌分解葡萄糖产酸产气,不能分解乳糖。发酵培养基含有蛋白胨,指示剂(B.C.P)倒置的德汉氏小管和不同的糖类。当发酵产酸时,B.C.P可由紫色(pH 6.8)变为黄色(pH 5.2)。气体的产生可由倒置的德汉氏小管中有无气泡来证明。