摘要：塔格糖(D-tagatose)是一种新型低热量甜味剂，在食品和药品领域具有广泛应用。L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）作为目前生物法生产D-塔格糖最为有效的酶，能分别催化L-阿拉伯糖和D-半乳糖异构为L-核酮糖和D-塔格糖。近年来，随着D-塔格糖愈加广泛的应用，L-AI也成为了研究热点。本课题拟利用分子生物学和发酵生物学实验技术，实现类芽孢杆菌L-阿拉伯糖异构酶的克隆和异源表达，并测定和分析重组L-阿拉伯糖异构酶的酶学性质,为实现L-AI的工业化改造和应用提供理论依据。
关键词L-阿拉伯糖异构酶；D-塔格糖；重组表达；酶学性质
1.研究背景
D-塔格糖（D-Tagatose，CAS 87-81-0）是自然界中稀有的一种功能性单糖。在食品领域，D-塔格糖是一种低卡路里甜味剂。在化工领域，可用于合成其它光学活性化合物的中间体，以及用作洗涤剂，化妆品和药物制剂中的添加剂[1]。在塔格糖的生产中，L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）是生产D-塔格糖最有效的酶，因此通过L-阿拉伯糖异构酶实现D-塔格糖的产业化生产正成为人们研究的热点。
2.D-塔格糖
D-塔格糖是近年被发现的一种具有特殊保健功能的甜味剂，甜度与蔗糖相似,并具有能量低,可改善肠道菌群,降低血糖,抗龋齿等功能[2]。2001年被美国食品与药物管理局(FDA)确定为普遍公认安全食品(GRAS)。随后 D-塔格糖在美国被通用于健康、饮料及酸乳、果汁等产品,作为蔗糖的替代品。同时还被广泛应用于糖尿病专用食品、减肥食品、口香糖、谷物食品、饮料、肉制品、糖果等工业中,并在医药中被用于咳嗽糖浆、粉剂、起泡剂、固定假牙的豁合剂及口腔消毒剂中。D-塔格糖的保健功能和应用领域见表1.[3]
D-塔格糖的分子结构如图1[3]所示：
图1 D-半乳糖、D-塔格糖、D-果糖的化学结构式比较
表1 塔格糖的保健功能和应用
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