陕西省生物农业研究所提出利用瓜尔胶制备高纯度益生元甘露低聚糖新方法

　　陕西省生物农业研究所农业生物技术研究中心在国际生物技术高水平期刊《Bioresource Technology》（中科院一区TOP期刊，影响因子11.4）发表了题为“Efficient Production of High-Purity Manno-oligosaccharides from Guar Gum by Citric Acid and Enzymatic Hydrolysis”的研究论文，报道了一种利用瓜尔胶高效制备高纯度甘露低聚糖益生元的新策略。研究团队通过结合柠檬酸预处理和甘露聚糖酶解技术，显著提高了甘露低聚糖的产率，成功解决了传统方法中低聚糖转化效率低下和分离纯化步骤复杂的问题。

　　甘露低聚糖（也称甘露寡糖）是由D-甘露糖通过β-1,4-糖苷键连接而成，聚合度在2至10之间的寡糖。其作为一种新兴的益生元，具有促进肠道有益菌的生长和繁殖、优化肠道微生态平衡、提高机体免疫力等多种健康功效，在功能性食品和饲料添加剂领域展现了巨大的应用潜力。甘露低聚糖可以通过甘露聚糖酶解制得，而瓜尔胶由于其价格低廉且甘露聚糖含量丰富，被认为是制备甘露低聚糖的优良原料。但由于瓜尔胶的复杂结构和高粘度特性，传统的酶解方法难以高效地将其定向转化为甘露低聚糖，这导致酶解液中存在大量未反应完全的高分子甘露聚糖，需要进一步借助层析法或膜分离技术对低聚糖进行分离纯化。

　　在此次研究中，研究团队开创性的采用柠檬酸对瓜尔胶进行预处理，这一创新方法破坏了瓜尔胶的复杂结构，同时有效降低了其粘度。随后，经过优化甘露聚糖酶解条件，将甘露聚糖完全降解为了甘露低聚糖和单糖，其中甘露低聚糖产率达到了61.8%。与传统方法相比，甘露低聚糖产率几乎翻倍，展现了强劲的竞争力。此外，酶解液中的单糖可以通过酵母发酵去除，从而简化了低聚糖的分离纯化过程，降低了设备需求。其后，利用离子交换树脂进行脱盐处理，最终通过喷雾干燥，成功获得了纯度高达90%的甘露低聚糖固体。该研究的成功为高纯度甘露低聚糖益生元的工业化生产提供了新的思路和方法，具有广泛的应用前景和潜在的市场价值。

　　陕西省科学院“秦岭百人”入选者辛东林博士为论文第一作者，冉淦侨副研究员为通讯作者。该研究工作得到陕西省自然科学基金的资金支持。

利用瓜尔胶生产甘露低聚糖流程图

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130719