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本课题根据纤维素结构中多羟基的特点，利用高碘酸钠选择性氧化和环氧氯丙烷接枝于纤维素中不同位置的羟基，分别制备出双醛氧化纤维素、环氧化双醛氧化纤维素和双醛氧化纤维素共聚磁性颗粒微球。根据氧化纤维素基载体结构中的醛基或环氧基团可以与酶分子结构中的非活性氨基发生共价结合反应的原理，在不使用任何交联剂或其它化学试剂的条件下，通过共价键结合形成亚胺结构，使酶分子接枝在氧化纤维素基载体的表面，形成固定化酶。 分别以制备出的氧化纤维素基材料为载体，进行了β-半乳糖苷酶的固定化研究。制备出的固定化酶可水解牛奶中的乳糖，生产低乳糖产品，对于满足乳糖不耐症人群对乳制品的需求和开发高附加值的纤维素产品具有重要的理论和实践意义。本课题是高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（项目编号:20060225008）中的部分内容。 论文重点考察了不同氧化纤维素基载体固定化酶的制备工艺、酶学性质、化学和微观结构以及固定化酶的应用效果，主要研究结果如下： (1)通过碱活化和高碘酸钠选择性氧化，制备出C2，C3位双醛氧化纤维素，首次采用C2，C3位双醛氧化纤维素为载体进行了β-半乳糖苷酶的固定化研究，结果表明:固定化时间4h，固定化温度4℃，酶与载体的质量比1∶15，固定化pH6.5时，固定化酶的活力最高为0.523±0.015U·g-1。酶学性质研究结果表明:游离的β-半乳糖苷酶和双醛氧化纤维素固定化酶的最适酶促反应温度为30℃，随着温度的升高，固定化酶的热稳定性要好于游离酶;游离的β-半乳糖苷酶和双醛氧化纤维素固定化酶的最适酶促反应pH值为7.5，固定化酶的耐酸碱稳定性要好于游离酶。米式方程分析结果表明，游离酶的Vmax=0.015μmol·min-1，Km=0.088mmol·L-1;固定化酶的Vmax=0.00446μmol·min-1，Km=0.169mmol·L-1，β-半乳糖苷酶经过固定化后，对底物邻硝基-β-D-吡喃半乳糖苷的亲和力降低。经重复使用5次后，固定化酶的相对酶活力为60.7±2.08％。 (2)以氯化亚铁、氯化铁和氢氧化钠为原料，通过化学共沉淀法合成Fe3O4磁性颗粒，将其与活化后的纤维素通过悬浮包埋技术制备出磁性纤维素颗粒，并通过高碘酸钠将其选择性氧化生成氧化纤维素共聚磁性颗粒微球。结果表明，Fe3O4磁性颗粒的粒径分布比较集中，平均粒径为13.40μm。445nm条件下测得Fe3O4颗粒溶于无水乙醇溶液的吸光度值为0.287±0.012，在磁场中相应的吸上高度为23±1.53mm。采用热重分析可知:氧化纤维素共聚磁性颗粒中双醛氧化纤维素的质量分数为75.8％，Fe3O4的质量分数为24.2％。以氧化纤维素共聚磁性颗粒为载体制备固定化β-半乳糖苷酶，酶学性质研究结果表明:固定化酶的最适酶促反应温度为40℃，最适酶促反应pH值为8.5，米式方程测定结果表明固定化酶的Vmax=0.00454μmol·min-1，Km=0.119mmol·L-1。采用真空过滤和磁铁吸附两种方式分别进行固定化酶的重复性试验，经重复使用6次后二者的相对酶活力分别为64.67±1.53％和52.66±2.52％。 (3)以微晶纤维素为原料，依次通过碱活化、环氧氯丙烷接枝和高碘酸钠选择性氧化，生成C6-环氧化-C2，C3-双醛氧化纤维素，测得其醛基含量为75.06％，环氧值为3.7mmol·g-1。以固定化时间、酶和载体的质量比、固定化pH值为单因素，以固定化酶活力为考察指标，根据Box-Behnken进行响应面优化设计，确定以环氧化双醛氧化纤维素为载体制备固定化β-半乳糖苷酶的最优工艺条件为:固定化时间4.16h，酶与载体质量比1∶18.3，固定化pH值6.6，此条件下固定化酶活力的预测值为0.572U·g-1，实测值为0.557±0.008U·g-1。通过Arrhenius经验公式计算出以环氧化双醛氧化纤维素为载体制备的固定化β-半乳糖苷酶的反应活化能Ea=26.07kJ·mol-1，指前因子A=7.18×106。红外光谱分析表明环氧化双醛氧化纤维素载体结构中的醛基和环氧基与β-半乳糖苷酶的氨基发生反应形成固定化酶;扫描电镜图片表明球形的酶分子接枝在环氧化双醛氧化纤维素载体的表面。 (4)以双醛氧化纤维素为载体制备固定化β-半乳糖苷酶，对固定化β-半乳糖苷酶水解乳糖的条件进行了研究，结果表明:水解时间3h，水解温度40℃，牛奶中的乳糖水解率可达到65.03±0.351％。对固定化酶水解后的低乳糖牛奶的品质变化进行了研究，结果表明:对比于未乳糖水解的超高温灭菌牛奶，在相同的贮藏条件下，乳糖水解牛奶的pH变化显著，黏度变化不显著。以双醛氧化纤维素为载体，分别制备了固定化β-半乳糖菅酶、葡萄糖异构酶和共固定化β-半乳糖苷酶和葡萄糖异构酶，以牛奶和乳清为底物，分别考察了单一固定化酶间歇式反应、连续化反应和共固定化酶间歇式反应制备果糖糖浆的效果，研究表明:牛奶和乳清间歇式反应后的果糖含量分别为1.21和3.39g·100mL-1，连续式反应后的果糖含量为1.01和3.15 g·100mL-1，共固定化反应后的果糖含量为1.43和3.52 g·100mL-1。