陜西省生物農業(yè)研究所農業(yè)生物技術(shù)研究中心在國際生物技術(shù)高水平期刊《Bioresource Technology》（中科院一區TOP期刊，影響因子11.4）發(fā)表了題為“Efficient Production of High-Purity Manno-oligosaccharides from Guar Gum by Citric Acid and Enzymatic Hydrolysis”的研究論文，報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。研究團隊通過(guò)結合檸檬酸預處理和甘露聚糖酶解技術(shù)，顯著(zhù)提高了甘露低聚糖的產(chǎn)率，成功解決了傳統方法中低聚糖轉化效率低下和分離純化步驟復雜的問(wèn)題。

　　甘露低聚糖（也稱(chēng)甘露寡糖）是由D-甘露糖通過(guò)β-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(cháng)和繁殖、優(yōu)化腸道微生態(tài)平衡、提高機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)域展現了巨大的應用潛力。甘露低聚糖可以通過(guò)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，被認為是制備甘露低聚糖的優(yōu)良原料。但由于瓜爾膠的復雜結構和高粘度特性，傳統的酶解方法難以高效地將其定向轉化為甘露低聚糖，這導致酶解液中存在大量未反應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。

　　在此次研究中，研究團隊開(kāi)創(chuàng )性的采用檸檬酸對瓜爾膠進(jìn)行預處理，這一創(chuàng )新方法破壞了瓜爾膠的復雜結構，同時(shí)有效降低了其粘度。隨后，經(jīng)過(guò)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)率達到了61.8%。與傳統方法相比，甘露低聚糖產(chǎn)率幾乎翻倍，展現了強勁的競爭力。此外，酶解液中的單糖可以通過(guò)酵母發(fā)酵去除，從而簡(jiǎn)化了低聚糖的分離純化過(guò)程，降低了設備需求。其后，利用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行脫鹽處理，最終通過(guò)噴霧干燥，成功獲得了純度高達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，具有廣泛的應用前景和潛在的市場(chǎng)價(jià)值。

　　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。

利用瓜爾膠生產(chǎn)甘露低聚糖流程圖

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