熊 科 熊苏玥 柳佳芸 高思宇 邓 蕾 裴鹏钢

    (1 北京工商大学 北京市食品添加剂工程技术研究中心 北京 100048

    2 北京工商大学 北京市质量与安全重点实验室 北京 100048

    3 北京工商大学 北京市风味化学重点实验室 北京 100048

    4 北京工商大学 北京食品营养与人类健康高精尖创新中心 北京 100048)

    木聚糖作为植物半纤维素的重要组分，是自然界中除纤维素以外含量最丰富的可再生生物质资源[1]。这些农业废弃物资源再生利用率极低，大部分被浪费。大力开发利用这些资源可以缓解环境、资源和粮食危机。此农业废弃物再利用成为近十几年各国研究的热点。在众多应用中，以木聚糖制备有较高附加值的功能低聚糖，是富含半纤维素材料的农业废弃物再生利用的有效增值途径，具有巨大的潜在经济效益和环保意义[2-4]。低聚木糖作为一种益生元，是近几年引起广泛关注并逐步发展起来的功能性低聚糖。低聚木糖具有降低癌症风险，抗龋齿，降血压，降低血清胆固醇，抑制病原菌和腹泻润肠通便等作用，可应用于酸奶、焙烤食品、功能性食品等[5]。低聚木糖中的主要有效成分为木二糖与木三糖。而目前酶法生产采用的微生物来源的木聚糖酶水解木聚糖时，除了菌株本身产酶活力低下外，水解产物中木二糖、木三糖等特异性成分含量大多低于30%，且含大量木糖、阿拉伯糖等单糖和其它非功能性成分，后期需要较复杂的工艺和高额的成本来进行提纯，以提高功能低聚木糖纯度(60%～70%)[6]。只有极少数菌株具有底物水解高酶活力，且水解底物时产物中木二糖、木三糖比例超过50%[7]。酶法制取低聚木糖的过程中提高催化过程中木二糖、木三糖特异功效成分，消除和减少产生木糖，避免低聚木糖进一步转变为木糖是亟待解决的一关键问题。而木聚糖酶来源主要依靠真菌、细菌等微生物的发酵产生，低聚木糖的工业生产中采用链霉菌属来源的木聚糖酶已实现初步的应用[8]，具有一定的安全性与应用潜力。通过基因工程手段对链霉菌属来源的木聚糖酶蛋白进行改造，以提高其水解产物中功能低聚木糖的产量，降低酶法生产成本，减少后期纯化过程中的能耗、污水排放等，降低环境污染，实现高效利用低值农业废弃物生产高附加值低聚木糖的大规模工业化生产，具有良好的应用前景。

    本研究以实验室先前从全国各地300余份土壤样品中筛选得到的水解产物中木二糖与木糖产量较高的菌株L10608为目标菌株，通过高效液相色谱法检测其木糖：木二糖：木三糖的产物比例约为4∶5∶2。该菌株发酵液在酶谱中显示具有两种分子质量的木聚糖酶，在高产木二糖的同时 ......