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功能甜味剂在食品、医药等领域的应用需求不断增长，D-塔格糖和异麦芽酮糖作为蔗糖理想的替代品是功能性甜味剂的典型代表。目前，D-塔格糖和异麦芽酮糖的生物法生产工艺日趋成熟，但在生物法生产中使用的表达菌株通常不符合食品安全级的要求，这对功能性甜味剂在食品工业中的应用提出了挑战。此外，在工业生产中的催化反应条件往往受制于关键酶的催化条件，因此，开发一种更适合工业生产的食品级糖基异构酶催化生产功能性甜味剂具有重要意义。本文通过构建枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis168)芽孢表面展示系统，实现了L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)和蔗糖异构酶(SI)在芽孢表面的展示，主要研究结果如下: 1.通过分子生物学手段构建了整合型质粒pJS700a-cotX-araA，经限制性内切酶酶切验证和基因测序共同验证所构建序列正确。利用化学转化法，经同源双交换作用，将质粒基因片段Em-cotX-araA导入枯草芽孢杆菌基因组中，结果通过淀粉平板筛选验证。蛋白酶水解试验结果表明展示的L-AI酶位于芽孢的表面，根据酶活力的测定方法测得L-AI酶活力为2.02×10-10 U/spore。 2.确定展示的L-AI酶最佳催化反应温度为70℃，最佳催化反应的pH为6.5。展示的L-AI酶在70℃和75℃下热处理30 min，其相对酶活力没有明显下降。且在80℃下热处理45 min，其相对酶活力仍然保持在初始酶活力的75％以上。确定最适底物浓度为100 g/L，最适芽孢用量为50 mL芽孢培养液中的芽孢数。最适催化体系下，催化反应24 h后的最高转化率可达75％，第三批次反应后，底物转化率仍然保持为56％。 3.通过分子生物学手段构建了整合型质粒pJS700a-cotX-palⅠ，经限制性内切酶酶切验证和基因测序共同验证所构建序列正确。利用化学转化法，经同源双交换作用，将质粒基因片段Em-cotX-palⅠ导入枯草芽孢杆菌基因组中，结果通过淀粉平板筛选验证，并根据酶活力定义计算可得SI酶活力5.39×10-13 U/spore。通过对SI基因序列进行优化合成，将新合成的基因序列palⅠ重新构建成整合型质粒pJS700a-cotX-palⅠ，重新展示在芽孢表面的SI的酶活力测定为2.01×10-12U/spore，比优化之前的展示的SIase的酶活力提高约3.7倍。在最适温度和pH条件下(30℃，pH6.0)，以500g/L蔗糖溶液为底物，添加由400mL芽孢培养液处理所得的芽孢悬浮液，反应6h后，催化转化率可达63.3％。