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牛奶中含有約4.6%的乳糖，需要被乳糖酶水解為葡萄糖和半乳糖，才能在腸道中被有效吸收。幾乎所有嬰兒腸道內(nèi)的乳糖酶活性都很高，但大多數(shù)人在3 ~ 5歲后乳糖酶活性開始下降，約為90% ~ 95%。目前認(rèn)為腸道內(nèi)乳糖酶活性的降低是由一個(gè)隱性基因控制的，這是人體生理活動(dòng)的正常模式。實(shí)驗(yàn)證明，即使受到外界刺激(如持續(xù)促進(jìn)乳糖吸收)也不能提高乳糖酶的活性。
這種降低乳糖酶活性的過程被稱為乳糖酶持久性(LNP)。成年人腸道內(nèi)乳糖酶缺乏導(dǎo)致乳糖在大腸內(nèi)堆積，成為腸道微生物的發(fā)酵底物，引起腹瀉、腹脹、腹痛、脹氣，稱為乳糖過敏。
世界上相當(dāng)一部分人，尤其是亞洲人，患有乳糖不耐癥，因此人們對(duì)乳糖不耐癥越來越重視。嗜酸乳桿菌具有產(chǎn)生一定β-半乳糖苷酶的能力，但由于β-半乳糖苷酶屬于胞內(nèi)酶，打破細(xì)胞壁的方法有很多，如物理研磨、化學(xué)溶解等，但效果不是很理想，活力也無法準(zhǔn)確測(cè)量。因此，本實(shí)驗(yàn)采用超聲波破碎法破碎嗜酸乳桿菌細(xì)胞壁，試圖有效檢測(cè)β-半乳糖苷酶的活性，從而作為嗜酸乳桿菌的功能菌株
由于不同的菌株和不同的超聲波破壁條件，產(chǎn)生的β-半乳糖苷酶的活性也不同。超聲波有很強(qiáng)的生物效應(yīng)。進(jìn)行超聲波處理時(shí)，超聲波的高頻振動(dòng)與微生物細(xì)胞的振動(dòng)不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞周圍環(huán)境產(chǎn)生局部真空，使細(xì)胞膜產(chǎn)生空化而破裂。
超聲波破碎的效率取決于音頻、聲能、處理時(shí)間、細(xì)胞濃度和細(xì)胞類型等。使用超聲波時(shí)，一定要注意將強(qiáng)度控制在一定限度內(nèi)，即剛好低于溶液產(chǎn)生泡沫的水平，因?yàn)楫a(chǎn)生的泡沫會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性，過低的強(qiáng)度會(huì)降低破碎效率。實(shí)驗(yàn)證明，功率大于240瓦時(shí)會(huì)產(chǎn)生泡沫，所以功率選擇200瓦，測(cè)試時(shí)zui大值不超過220瓦。
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