陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心在國際生物技術(shù)期刊《Bioresource Technology》(中科院一區(qū)TOP期刊,影響因子11.4)發(fā)表研究論文,報(bào)道了一種利用瓜爾膠高效制備高純度甘露低聚糖益生元的新策略。研究團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合檸檬酸預(yù)處理和甘露聚糖酶解技術(shù),顯著提高了甘露低聚糖的產(chǎn)率,成功解決了傳統(tǒng)方法中低聚糖轉(zhuǎn)化效率低下和分離純化步驟復(fù)雜的問題?! ?/p>

  甘露低聚糖(也稱甘露寡糖)是由D-甘露糖通過 -1,4-糖苷鍵連接而成,聚合度在2至10之間的寡糖。其作為一種新興的益生元,具有促進(jìn)腸道有益菌的生長和繁殖、優(yōu)化腸道微生態(tài)平衡、提高機(jī)體免疫力等多種健康功效,在功能性食品和飼料添加劑領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。甘露低聚糖可以通過甘露聚糖酶解制得,而瓜爾膠由于其價(jià)格低廉且甘露聚糖含量豐富,被認(rèn)為是制備甘露低聚糖的優(yōu)良原料。但由于瓜爾膠的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高粘度特性,傳統(tǒng)的酶解方法難以高效地將其定向轉(zhuǎn)化為甘露低聚糖,這導(dǎo)致酶解液中存在大量未反應(yīng)完全的高分子甘露聚糖,需要進(jìn)一步借助層析法或膜分離技術(shù)對低聚糖進(jìn)行分離純化?! ?/p>

  在此次研究中,研究團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性的采用檸檬酸對瓜爾膠進(jìn)行預(yù)處理,這一創(chuàng)新方法破壞了瓜爾膠的復(fù)雜結(jié)構(gòu),同時(shí)有效降低了其粘度。隨后,經(jīng)過優(yōu)化甘露聚糖酶解條件,將甘露聚糖完全降解為了甘露低聚糖和單糖,其中甘露低聚糖產(chǎn)率達(dá)到了61.8%。與傳統(tǒng)方法相比,甘露低聚糖產(chǎn)率幾乎翻倍,展現(xiàn)了強(qiáng)勁的競爭力。此外,酶解液中的單糖可以通過酵母發(fā)酵去除,從而簡化了低聚糖的分離純化過程,降低了設(shè)備需求。其后,利用離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽處理,最終通過噴霧干燥,成功獲得了純度高達(dá)90%的甘露低聚糖固體。該研究的成功為高純度甘露低聚糖益生元的工業(yè)化生產(chǎn)提供了新的思路和方法,具有廣泛的應(yīng)用前景和潛在的市場價(jià)值?! ?/p>

  陜西省科學(xué)院“秦嶺百人”入選者辛東林博士為論文第一作者,冉淦僑副研究員為通訊作者。該研究工作得到陜西省自然科學(xué)基金的資金支持?! ?/p>

  論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130719

利用瓜爾膠生產(chǎn)甘露低聚糖流程圖

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