0102030405
D-манноза: от сладкого дара природы к чудесному пути производства
2025-03-13
- Сахар — знакомая и сложная тема в нашей повседневной жизни. От обычной сахарозы, фруктозы до малоизвестной D-маннозы, сегодня мы поговорим о скромной, но очень потенциальной звезде — D-маннозе.
D-манноза может показаться незнакомым названием соединения, но на самом деле это натуральная гексоза, которая широко встречается в природе. В отличие от сахарозы и фруктозы, D-манноза привлекает внимание общественности своей уникальной сладостью и многочисленными полезными для здоровья свойствами. Ее сладость составляет около 60% от сладости сахарозы, это низкокалорийный функциональный сахар, для стремления к здоровому питанию для современных людей, несомненно, хороший выбор.D-манноза не только приятна на вкус, но и ее прикладная ценность замечательна. В пищевой сфере ее можно использовать как низкокалорийный подсластитель для производства различных здоровых продуктов; В то же время, благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и другим свойствам, как увлажняющий и антивозрастной ингредиент широко используется в косметике. В медицинской сфере она показала удивительный потенциал, и исследования показали, что D-манноза может уменьшать воспалительные заболевания кишечника, лечить ревматоидный артрит, предотвращать астматическое воспаление дыхательных путей и даже показывать хорошие результаты при лечении рака и врожденных нарушений гликозилирования.
В последние годы, с быстрым развитием биотехнологии, биологический метод постепенно стал основным методом производства D-маннозы. Этот метод использует биологические ферменты для катализа реакции превращения других сахаров (таких как D-фруктоза) в D-маннозу, что имеет такие преимущества, как высокая эффективность, защита окружающей среды и низкая стоимость.
Среди многих биологических ферментов D-маннозоизомераза пользуется популярностью из-за своей высокой каталитической способности. Однако в большинстве ранних исследований в качестве клеток-шасси для производства использовались Escherichia coli, что повышало эффективность производства, но также создавало риски для безопасности. В конце концов, E. coli не является штаммом, безопасным для пищевых продуктов, а химические вещества, которые она производит, представляют потенциальный риск заражения эндотоксинами. Чтобы решить эту проблему, ученые начали искать более безопасные альтернативные штаммы. В конечном итоге они выбрали Bacillus subtilis в качестве новой клетки-шасси. Bacillus subtilis привлекла большое внимание из-за своих характеристик нетоксичности, безвредности, эффективной антибактериальной активности, нелегкого сохранения и нелегкого формирования лекарственной устойчивости. Что еще более важно, он был широко признан как штамм ?Общепризнанный безопасным? (GRAS), который соответствует требованиям пищевой гигиены.В этом исследовании, сравнивая ферментативные свойства D-маннозоизомеразы из нескольких источников, оптимальный источник маннозоизомеразы был окончательно выбран и гетерологично экспрессирован в Bacillus subtilis, и был успешно сконструирован рекомбинантный штамм B. subtilis 168/pMA5-EcMIaseA. D-манноза была синтезирована путем цельноклеточного катализа с использованием D-фруктозы в качестве субстрата. Конверсия и выход D-маннозы были дополнительно улучшены за счет оптимизации температуры конверсии, pH и концентрации субстрата. Уровень ферментера объемом 5 л обеспечивает эффективный синтез D-маннозы со скоростью конверсии более 27% и выходом более 160 г/л. Это достижение не только побило предыдущий рекорд производства, но и обеспечило сильную техническую поддержку для промышленного производства D-маннозы.E-манноза, этот сладкий дар природы, привлекает внимание различных отраслей промышленности своим уникальным очарованием и неограниченным потенциалом. С ростом внимания к здоровому питанию и биотехнологии рыночные перспективы D-маннозы становятся все более многообещающими. В будущем у нас есть основания полагать, что D-манноза будет играть важную роль в большем количестве областей и станет важной силой, способствующей развитию индустрии здравоохранения. В то же время мы также ожидаем, что ученые смогут продолжить глубокое изучение биосинтеза и механизма применения D-маннозы и принести нам больше сюрпризов и прорывов.