近日，食品学院关波教授、胡有贞副教授指导研究生在LWT-Food science and technology（中科院一区Top，IF=6.0）发表了题为 “Biochemical Characterization of a β-Galactosidase from Lactiplantibacillus plantarum YLBGNL-S7 and Utilization of its Permeabilized Whole-cell Catalyst for in situ Galactooligosaccharide Synthesis during Yogurt Making（植物乳植杆菌YLBGNL-S7 β-半乳糖苷酶的生化特性及其透性化全细胞催化剂在酸乳制备过程中原位合成低聚半乳糖的应用）”的原创性研究论文。
酸乳通常采用嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）和德氏乳杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）作为发酵剂进行发酵生产。然而，大多数发酵剂菌株在发酵过程中仅代谢乳糖衍生的葡萄糖，导致成品酸乳中仍残留大量乳糖和半乳糖，制约了高营养品质酸乳的生产。
β-半乳糖苷酶（也称乳糖酶，EC 3.2.1.23）能够催化乳糖的水解和转半乳糖基化反应，既能促进乳糖水解生产无乳糖牛奶，也能合成可作为益生元的低聚半乳糖（GOS），促进肠道中双歧杆菌（Bifidobacterium）和乳杆菌（Lactobacillus）的生长。乳酸菌（LAB）来源的β-半乳糖苷酶，尤其是乳杆菌科（Lactobacillaceae）来源的β-半乳糖苷酶，因其一般公认安全（GRAS）和独特的催化特性而受到广泛关注。然而，由于乳杆菌来源的β-半乳糖苷酶主要为胞内酶，目前缺少经济高效的食品级酶制剂制备方法，限制了其在乳品行业中的应用。
本研究对植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）YLBGNL-S7来源的异二聚体LpLacLM型β-半乳糖苷酶进行了表征，并首次证实在不添加任何冷冻保护剂的条件下，冷冻干燥技术可作为高活性β-半乳糖苷酶透性化乳酸菌全细胞催化剂（活性达3790×10-8 kat g-1）的制备方法。以该方法制备的透性化植物乳植杆菌 YLBGNL-S7全细胞催化剂可以高效水解乳糖并合成低聚半乳糖（GOS）。与传统酸乳相比，经透性化植物乳植杆菌YLBGNL-S7全细胞预处理的酸乳中，残留乳糖含量显著降低（降幅为86.74%），GOS含量可达 6.62 g L−1，为低乳糖、富含GOS酸乳的制备提供了新方法。
食品学院食品生物技术研究中心2021级硕士研究生李欣和王龙龙为论文共同第一作者，关波教授与胡有贞副教授为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（32060522）、新疆生产建设兵团科技创新人才计划项目（2024DB028）、石河子大学成果转化与技术推广计划（CGZH202305）的支持和资助。
（通讯员：胡有贞、关波、李欣）
