塔格糖是一种具有特殊保健功能的甜味替代剂,广泛应用于食品、药品、保健品和化妆品等领域,市场需求量较大。本研究构建了催化乳糖合成塔格糖的两个关键酶（β-半乳糖苷酶和阿拉伯糖异构酶）单独表达、共表达的重组大肠杆菌,并对重组菌株全细胞催化乳糖合成塔格糖的条件进行了优化。基于食品安全方面的考虑,利用无抗性基因筛选标记的枯草芽孢杆菌为表达宿主,分别克隆了β-半乳糖苷酶和阿拉伯糖异构酶,构建重组枯草芽孢杆菌,通过对两株重组枯草芽孢杆菌偶联全细胞催化反应条件的优化,实现了以廉价乳糖为原料,安全高效合成高值稀有糖塔格糖。主要研究结果如下:（1）利用PCR扩增的方法,分别将Escherichia coli K-12来源的β-半乳糖苷酶基因lac Z和阿拉伯糖异构酶基因ara A克隆于Escherichia coli BL21中,构建重组菌E.coli BL21/p ET28a-lac Z和E.coli BL21/p ET28a-ara A。利用镍柱亲和层析法对粗酶进行纯化。重组β-半乳糖苷酶的比酶活为135.5 U·mg-1,重组阿拉伯糖异构酶的比酶活为34.5U·mg-1,并对β-半乳糖苷酶和阿拉伯糖异构酶催化的最适p H和温度进行了分析。（2）以SD序列为连接子,构建了β-半乳糖苷酶基因和阿拉伯糖异构酶基因在E.coli BL21共表达而串联位置不同的重组菌株E.coli BL21/p ET28a-ara A-lac Z和E.coli BL21/p ET28a-lac Z-ara A。通过分析两重组菌粗酶液催化乳糖生成塔格糖的能力可知,重组菌E.coli BL21/p ET28a-ara A-lac Z粗酶液催化乳糖生成塔格糖的效果更佳,因此,后续对重组菌E.coli BL21/p ET28a-ara A-lac Z全细胞催化乳糖合成塔格糖的条件进行了优化,在p H 8.0、温度50°C、添加5 mmol·L-1 Mn2+、0.5 mol·L-1硼酸和0.1%细胞通透剂十二烷基硫酸钠（SDS）的条件下,E.coli BL21/p ET28a-ara A-lac Z全细胞催化100 g·L-1乳糖合成塔格糖的最高产量达24.0 g·L-1,乳糖到塔格糖的质量转化率24.0%,摩尔转化率为45.7%,随着底物乳糖浓度的升高,塔格糖产量呈不同程度提高。（3）利用cre/loxP特异性重组技术,构建了以D-丙氨酸消旋酶基因为筛选标记的无抗性基因枯草芽孢杆菌表达系统B.subtilis 168 D1。由于重组菌E.coli BL21/p ET28a-ara A-lac Z催化乳糖合成塔格糖时,中间产物半乳糖严重积累,同时,大肠杆菌发酵过程有可能产生肠毒素等有害物质,因而以改造的食品级枯草芽孢杆菌为宿主,构建了分别表达β-半乳糖苷酶和阿拉伯糖异构酶的重组枯草芽孢杆菌B.subtilis 168D1/p MA5a-lac Z和B.subtilis 168 D1/p MA5a-ara A,探究了两重组菌偶联催化乳糖合成塔格糖的最适比例（B.subtilis 168 D1/p MA5a-lac Z:B.subtilis 168 D1/p MA5a-ara A=1:15）。对两重组菌偶联全细胞催化条件进行优化后,底物乳糖为100 g·L-1时,塔格糖生成量为30.1 g·L-1,乳糖到塔格糖的质量转化率为30.1%,摩尔转化率为57.2%。在高浓度乳糖500 g·L-1时获得最高产量的塔格糖为96.8 g·L-1,摩尔转化率为36.8%,实现了塔格糖的安全高效合成。