巴拉金糖是一種可防齲齒形成之食品甜味劑，屬於蔗糖的結構異構物，一般製造方法是利用微生物產生之葡萄糖轉移酵素作用將蔗糖轉換成巴拉金糖，而工業化之巴拉金糖生產則是將菌體固定化後再通入蔗糖溶液產生巴拉金糖。
本篇論文之主要目的，是由自然界分離篩選出具有高巴拉金糖生成活性菌株，並探討該菌體培養生理特性等，以期分離出巴拉金糖生產之工業菌株。
分離篩選出之48號菌株鑑定為Klebsiella pneumoniae NTU-48。進一步探討培養機組成包括碳源、氮源、無機鹽類之種類與濃度等。結果發現K. pneumoniae NTU-48之巴拉金糖最適培養機組成為：在3% tryptic soy broth中添加8%蔗糖、5%酵母萃出物及0.5%磷酸鈉鹽，在30oC下以攪拌速率125rpm培養18小時後，可以得到最高菌體生產巴拉金糖之活性。
使用6公升發酵槽培養菌體分別探討攪拌速率與通氣量對菌體生產巴拉金糖之影響，得知發酵槽的最適培養條件為30oC下，以攪拌速率200 rpm及通氣量1.5vvm，培養18小時後有最高巴拉金糖轉換率82%。
將菌體作固定化材質探討得知，以3%海藻酸鈉作固定化材質時，其最適操作溫度在40oC，所得固定化細胞之巴拉金糖生成活性最高。
蔗糖溶液經過反應後，加熱濃縮至原體積之80%，再添加有機溶液加以沈澱，則可得回收率56%之巴拉金糖。

Palatinose, structural isomer of sucrose, is a sweetner which can prevent cavity. The general production method is transfer sucrose to palatinose by microbial glucosyltransferase; in industry, palatinose is produced by flowing sucrose solution to the bioreactor packed with immobilized cells.
The purpose of this study is isolating and screening the high active palatinose producing strains from nature. We expect to isolate palatinose producing strains for industrial purpose.
After isolation and screening, strain No. 48 was obtained and was suggested as Klebsiella pneumoniae NTU-48. The optimal medium compositions for K. pneumoniae NTU-48 to produce palatinose were: tryptic soy broth, 3%; surcose,8%; yeast extract, 5%; NaH2PO4‧2H2O, 0.5%. When a shaking culture was carried out with a optimal medium at 30oC, 125rpm for 18 hours, it was found that a maximum palatinose producing activity.
Agitation and surface aeration influence the palatinose producing activity of K. pneumoniae NTU-48 in 6-Liter fermentor. The cultivation has a maximum palatinose yield (82%) with 200 rpm of agitation speed and 1.5 vvm of surface-aeration when it was carried out in a 6-Liter fermentor with the optimal medium under 30oC for 18 hours' cultivation.
The maximum palatinose producing activity is obtained with 3% of sodium alginate as immobilized material at 40oC of its optimal temperature.
The recovery rate of palatinose is up to 56% after sucrose solution is reacted with immobilized cells, heated until condense to 80% of original solution, and added organic solvent.

第一章 緒言
一、 巴拉金糖之特性及應用
二、 巴拉金糖之安全性
三、 巴拉金糖之工業生產
四、 研究動機
第二章 材料與方法
一、 菌種
二、 培養基組成
三、 巴拉金糖生產菌株之篩選與分離
四、 菌種培養
五、 培養方法
六、 酵素性質探討
七、 菌體之固定化方法
八、 測定方法
九、 巴拉金糖之連續產生及回收純化試驗
十、 分析方法
十一、 使用藥品
第三章 結果與討論
一、巴拉金糖生產菌株分離與篩選結果
二、48號菌株之生理特性與菌學分類鑑定
三、最適培養條件之探討
四、小型發酵槽生產條件之探討
五、菌體酵素與固定化菌體特性探討
六、巴拉金糖之連續合成與回收純化
第四章 結論
參考文獻

1. 蘇遠志：機能性糖質甜味料的研究發展。生物產業，2（23）：135-152（1991）。
2. 時事通信社編：「機能性食品」全ガイド（1990）。
3. F.H. Stodola, H. J. Koepsell and E.S. Sharpe: A new disaccharide produced by Leuconostoc mesenteroides. J. Am. Chem. Soc., 74:3202-3202 (1952).
4. R.Weidenhageen and S. :orenz: Palationse (6-[α-Glucopyranosido]-fructofurnose), Ein neues bakterielles Umwandlungsprodukt der Saccharose. Z. Zuckerind., 7:533-534 (1957).
5. S. Schmidt-Berg-Lorenz and W. Mauch: Ein weiterer Isomaltulose bildender. Bakterienstamm. Z. Zuckerind., 14: 625-627 (1964).
6. R. S. J. Cheetham: The formation of isomaltulose by immobilized Erwinia rhapontici. Nature, 299: 628-630 (1982).
7. 許龍輝：利用Klebsiella planticola NTU-356以蔗糖生產巴拉金糖之研究。 國立台灣大學農業化學研究所碩士論文 （指導教授：蘇遠志博士，黃建雄博士）（1991）。
8. I. Takazoe, K. Ohta, Kadomura and Y. Nakajima: Inhibitory merchanism of isomaltulose for insoluble glucan synthesis by Str. mutans. J. Dent. Res., (61): 340(1982)。
9. Y. Maki, K. Ohta, I. Takazoe, Y. Matsukubo, Y. Takaseu, V. Topitoglou and G. Frostell: Acid production from isomaltulose, sucrose, sorbitol, and xylitol in suspension of human dental plaque. Caries Res., 17: 335-339 (1983).
10. V. Topitoglou, N. Sasaki, I. Takazoe, and G. Frostell: Effect of frequent rinses with isomaltulose (palatinose) solution on acid production in human dental plaque. Caries Res., 18:47-51(1984).
11. T. Ooshima, A. Izumitani, S. Sobue, N. Okahashi and S. Hamada: Non-cariogenicity of the disaccharide palatinose in experimental dental caries of rats. Infection and Immunity, 39 (1): 43-49 (1983).
12. T. Ohta: Bull. Tokyo Dent. Coll., (24): 1 (1983).
13. T. Ooshima, A. Izumitani, T. Takei, T. Fujiwara and S. Sobue: Plaque formation by dietary isomaltulose in humans. Caries Res., 24: 48-51 (1990).
14. 山口一喜：應用藥理，31（5）：1015（1986）。
15. 中島良和：新甘味料技術資料集，第六章 p.91-107 (1987).
16. S. Fujii, S. Kishihara, M. Komoto and J. Shimizu: Isolation and characterization of oligosaccharides produced from sucrose by transglucosylation action of Serratia plymuthia.，日本食品工業學會誌，30(6): 339-344(1983).
17. E. Newbrun: Sugar dental caries: A review of human studies. Science., 217:418-423(1982).
18. 譚靜芬：利用酵素合成法由蔗糖生產巴拉金糖。國立台灣大學農業化學研究所碩士論文（指導教授：蘇遠志 博士）(1993)
19. Y. Nagai, K. Tsuyuki, T. Sugitani, T. Ebashi and S. Nakajima: Isolation and characterization of a trehalulose-producing strain of Agrobacterium rediobacter MX-232. Biosci. Biotech. Biochem., 57 (12): 2049-2053 (1993).
20. 潘兆平：利用分枝桿菌變異株由植物（穀）固醇生產男性荷爾蒙睪固酮之研究。國立台灣大學農業化學研究 所碩士論文（指導教授：劉文雄 博士）(1997)。
21. J. Woodward：Immobilised Cell and Enzymes. Ox ford, (1992)
22. 謝尤敏：利用固定化Leuconostoc sp. M-1進行蘋果酸乳酸發酵。國立台灣大學植物學研究所碩士論文（指導教 授：蔡珊珊 博士）(1986)。
23. M. Mcallister, C. T. Kelly, E. Doyle and W. M. Fogarty: The isomaltulose synthesing enzyme of Serratia plymuthica. Biotechnology Letters, 12 (9): 667-672 (1990).
24. Yong K. Park, Regina T. Uekane, and Antonin M. Pupin: Conversion of sucrose to isomaltulose by microbial glucosyltransferase. Biotechnology Letters, 14(7): 547-551(1992).
25. N. R. Krieg (ed): Bregey's Mannual of Systematic Bacteriology, vol. I. 藝軒圖書出版社(1984).
26. P. S. J. Cheetham, K.W. Blunt and C. Buck: Physical studies on cell immobilization using calcium alginate gels. Biotechnol. Bioeng., 21:2155-2168 (1979).