D-塔格糖属于稀有糖中一种,为D-半乳糖的同分异构体,是自然界中少量存在的天然己酮糖。D-塔格糖口感与蔗糖相似,甜度是蔗糖的92%,但其能量仅为蔗糖的30%左右,是近年发现的一种具有特殊保健功能的新型低热量甜味剂。D-塔格糖主要由D-半乳糖经生物转化法或化学合成法异构生成,生物转化法又包括体外酶转化法与全细胞催化法。目前,对于体外酶转化法以及化学合成法的研究较为广泛,对全细胞催化法的研究比较少。但是酶法及化学法工艺复杂,步骤繁琐,且主要以D-半乳糖作为生产D-塔格糖的主要原料,生产成本较高,不利于工业化生产。本文利用代谢工程和基因工程技术构建大肠杆菌工程菌-E.coli BL21(DE3) lac Z+gal K+/pET15b(ara A),直接利用廉价乳糖为生产原料,全细胞发酵一步生成D-塔格糖,具有工艺简单,原料来源广泛,生产成本低等优点,可大规模工业化生产。对工程菌E.coli BL21(DE3) lac Z+gal K-/pET15b(ara A)全细胞发酵乳糖制备D-塔格糖发酵工艺进行了优化研究,并对D-塔格糖的分离提取进行了初步研究。为获得较高的菌体生物量及塔格糖产量,首先,本文对发酵培养基及培养条件进行了一系列优化,得到最佳发酵条件：LB乳糖为基本培养基,乳糖浓度为7g/L,添加2.5mM FeSO4/MgSO4,发酵温度37℃,发酵pH8.0,转速200rpm。然后对其在最适发酵条件下的发酵动力学进行研究,结果显示其发酵过程可分为两个阶段：第一阶段,重组菌开始生长同时水解乳糖,9h后TaMAI(L-AIfrom Thermoanaerobacter mathranii)开始表达,至30h时菌体生长及TaMAI表达稳定；第二阶段,菌体生长量与TaMAI表达量不再增加,TaMAI继续催化D-半乳糖转化生成D-塔格糖。最后,本文根据发酵动力学结果,对TaMAI催化反应阶段的温度、pH及硼酸盐的添加量等条件进行了优化,得到最适催化反应条件为温度60℃、pH8.5、N四硼酸钠：N乳糖为0.5,最终使D-塔格糖转化率达到60%。文章第二部分主要对发酵液中D-塔格糖进行初步提纯。首先采用高速离心去除菌体细胞、活性炭吸附色素、硼特效树脂IRA-743脱除硼酸盐等工艺对发酵液进行了预处理,然后通过酿酒酵母选择代谢D-半乳糖,醇析与透析结合法除蛋白,阴阳离子交换树脂除盐等工艺进一步纯化,最后可回收约64.8%的D-塔格糖。