β-半乳糖苷酶是一种同时具有催化水解反应和转移活性的酶，它可将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，水解后的半乳糖在转移活性催化下，可和果糖生成乳果糖。由于乳糖酶的这两种功能，决定了其主要用途为：(1)降解牛奶中的乳糖，解决乳糖不耐症(2)用酶法合成乳果糖。研究室此前筛选到了一株有上述酶活性的节杆菌了ArthrobacterZ21。本文从以下几个方面对该菌株产酶做了初步研究：　　 在乳糖初始浓度为50mg/mL即反应体系中浓度为2.5%时，乳糖充分水解为葡萄糖和半乳糖，酶活为2.4U/mL(乳糖)。在此酶活浓度下加入乳糖和果糖使终浓度分别为2.5%和1.25%。转苷反应产物经检测，乳果糖产量达12.5g/L，且纯度较高。该乳糖酶在40℃条件下，加酶量为1.22U/mL(乳糖)时，作用Sh，可将牛奶中90%的乳糖降解。在4℃条件下，相同的加酶量作用10个小时，牛奶中乳糖降解率为65%。节杆菌产β-半乳糖苷酶具有转苷活性和低温水解活性，有一定的应用潜力。　　 通过蛋白质非变性电泳技术，确定了ArthrobacterZ21产β-半乳糖苷酶有三条同工酶，其中同工酶II，为组成型表达，不受乳糖诱导，且表达量高。而同工酶I和Ⅲ为诱导型表达，必须在乳糖诱导下产生。这一结果为β-半乳糖苷酶的分离纯化和基因的克隆表达奠定了基础。　　 通过一轮紫外诱变，筛选到一株产酶能力提高89%、转苷能力提高1.4倍的诱变菌株ArthrobacterM2，并通过正交实验优化了发酵培养基，即乳糖浓度为10g/L，玉米浆浓度为22g/L，Fe3+浓度为1.5mmol/L时，酶活达到1.875U/mL(ONPG)，较出发菌株Arthrobacter221产酶提高了2.76倍。该菌株产酶最适温度和最适pH较出发菌株产酶变化不大，分别为40℃、pH7.5。但是有较好的温度稳定性和pH稳定性，金属离子对诱变前后产酶的影响保持一致，其中Cu2+有明显的抑制作用，而Mn2+和Mg2+对二者都有明显的激活作用。　　 为了能进一步克隆β-半乳糖苷酶基因，本论文对该菌的基因组DNA提取方法进行了研究。由于节杆菌属革兰氏阳性菌，破壁相对困难，所以采用反复冷冻研磨、甲苯处理两种方法对细胞进行预处理，随后进行CTAB抽提，并与细菌基因组提取试剂盒进行比较。改良的CTAB法提取的DNA，为模板进行PCR扩增，条带单一、特异性强。纯度达到要求，可作为PCR扩增的模板进行后续的基因操作和分子生物学研究。