01tanggal 02tanggal 03tanggal 04tanggal 05
D-mannose: Dari anugerah alam yang manis hingga perjalanan produksi yang menakjubkan
Tanggal 13 Maret 2025
- Gula merupakan topik yang akrab dan kompleks dalam kehidupan kita sehari-hari. Dari sukrosa, fruktosa hingga D-mannosa yang kurang dikenal, hari ini, kita akan membahas tentang bintang yang tidak terlalu dikenal tetapi sangat potensial - D-mannosa.
D-mannose mungkin terdengar seperti nama senyawa yang asing, tetapi sebenarnya merupakan heksosa alami yang banyak ditemukan di alam. Tidak seperti sukrosa dan fruktosa, D-mannose mulai dikenal masyarakat karena rasa manisnya yang unik dan berbagai manfaat kesehatannya. Rasa manisnya sekitar 60% dari sukrosa, merupakan gula fungsional rendah kalori, untuk mengejar pola makan sehat bagi orang-orang modern, tidak diragukan lagi merupakan pilihan yang baik.D-mannose tidak hanya memiliki rasa yang lezat, tetapi juga nilai aplikasinya yang luar biasa. Di bidang makanan, ia dapat digunakan sebagai pemanis rendah kalori untuk produksi berbagai makanan sehat; Pada saat yang sama, karena sifat antioksidan, anti-inflamasi dan sifat lainnya, sebagai bahan pelembab dan anti-penuaan banyak digunakan dalam kosmetik. Di bidang medis, ia telah menunjukkan potensi yang luar biasa, dan penelitian telah menunjukkan bahwa D-mannose dapat mengurangi penyakit radang usus, mengobati artritis reumatoid, mencegah peradangan saluran napas asma, dan bahkan menunjukkan hasil yang baik dalam pengobatan kanker dan gangguan glikosilasi bawaan.
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pesatnya perkembangan bioteknologi, metode biologis secara bertahap telah menjadi metode utama produksi D-mannosa. Metode ini menggunakan enzim biologis untuk mengkatalisis reaksi untuk mengubah gula lain (seperti D-fruktosa) menjadi D-mannosa, yang memiliki keunggulan efisiensi tinggi, perlindungan lingkungan, dan biaya rendah.
Di antara banyak enzim biologis, D-mannose isomerase lebih disukai karena kapasitas katalitiknya yang tinggi. Akan tetapi, sebagian besar penelitian awal menggunakan Escherichia coli sebagai sel sasis untuk produksi, yang meningkatkan efisiensi produksi tetapi juga menimbulkan risiko keamanan. Bagaimanapun, E. coli bukanlah strain yang aman untuk makanan, dan bahan kimia yang dihasilkannya menimbulkan risiko potensial kontaminasi endotoksin. Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan mulai mencari strain alternatif yang lebih aman. Akhirnya, mereka memilih Bacillus subtilis sebagai sel sasis baru. Bacillus subtilis telah menarik banyak perhatian karena karakteristiknya yang tidak beracun, tidak berbahaya, antibakteri yang efisien, tidak mudah bertahan dan tidak mudah menghasilkan resistensi obat. Yang lebih penting, ia telah dikenal luas sebagai strain "Umumnya Diakui Aman" (GRAS) yang memenuhi persyaratan kebersihan makanan.Dalam penelitian ini, dengan membandingkan sifat enzimatik D-mannose isomerase dari berbagai sumber, sumber mannose isomerase yang optimal akhirnya dipilih dan diekspresikan secara heterologus dalam Bacillus subtilis, dan galur rekombinan B. subtilis 168/pMA5-EcMIaseA berhasil dibuat. D-mannose disintesis dengan katalisis sel utuh menggunakan D-fruktosa sebagai substrat. Konversi dan hasil D-mannose selanjutnya ditingkatkan dengan mengoptimalkan suhu konversi, pH, dan konsentrasi substrat. Tingkat fermenter 5 L memungkinkan sintesis D-mannose yang efisien dengan laju konversi lebih dari 27% dan hasil lebih dari 160 g/L. Pencapaian ini tidak hanya memecahkan rekor produksi sebelumnya, tetapi juga memberikan dukungan teknis yang kuat untuk produksi industri D-mannose.E-mannose, anugerah alam yang manis ini, menarik perhatian berbagai industri dengan pesona unik dan potensinya yang tak terbatas. Dengan meningkatnya perhatian terhadap diet sehat dan bioteknologi, prospek pasar D-mannose menjadi semakin menjanjikan. Di masa mendatang, kami memiliki alasan untuk percaya bahwa D-mannose akan memainkan peran penting di lebih banyak bidang dan menjadi kekuatan penting untuk mendorong pengembangan industri kesehatan. Pada saat yang sama, kami juga berharap bahwa para ilmuwan dapat terus mempelajari biosintesis dan mekanisme aplikasi D-mannose secara mendalam, dan menghadirkan lebih banyak kejutan dan terobosan.