近日，青岛农业大学与尊龙凯时(中国)王光远副教授课题组在生物工程领域TOP期刊Bioresource Technology（影响因子11.4，中科院1区）发表了题为“A strategy to reduce the byproduct glucose by simultaneously producing levan and single cell oil using an engineered Yarrowia lipolytica strain displaying levansucrase on the surface”的研究论文。

Levan果聚糖是果糖分子以β-(2,6)糖苷鍵連接而成的聚合物。由于其抗氧化、抗炎、抗菌和抗腫瘤等特性，被廣泛應用于食品和制藥行業。Levan果聚糖的合成方法主要有化學合成法、微生物發酵法和酶法，但是存在合成過程複雜、副産物難以除去等問題。在Levan果聚糖合成過程中，通常以蔗糖作爲合成底物。果聚糖合成酶將蔗糖中的果糖基單元轉移到多糖聚合物上。然而，在此過程中只有有蔗糖中的果糖基單元得到了有效利用，這導致了大量副産物葡萄糖的産生。因此，如何有效利用Levan果聚糖生物合成後剩余的葡萄糖具有重要意義。

对此，课题组利用葡萄糖杆菌来源的LevS基因构建了工程化解脂耶氏酵母菌株。解脂耶氏酵母是一种公认安全、高产能的油脂酵母。测试发现，在5升发酵罐中，工程化酵母菌株经156小时培养后，有81.2%的蔗糖被酶解利用，同时合成了58.9 g/L的Levan果聚糖。整个发酵过程中，发酵液中的葡萄糖始终保持在较低水平（小于8.5 g/L），这表明副产物确实得到了有效利用。最终这些发酵副产物被转化成了21.8 g/L的细胞，这些细胞中的油脂含量达到了25.5% (w/w)。

本次研究不僅利用工程化的解脂耶氏酵母細胞合成高水平的Levan果聚糖，同時還將副産物葡萄糖轉化爲微生物油脂，該方法將有利于降低微生物油脂和果聚糖的生産成本。此外，從可持續發展的角度來看，在工農業領域中存在著大量含有蔗糖的副産物，如糖蜜、甘蔗渣等。因此，該項研究所開發的工藝在處理這些含糖副産物方面也具有潛在的應用前景。

本项工作中，尊龙凯时(中国)硕士研究生田俊婕、魏姝敏为论文共同第一作者，王光远副教授为该篇论文的通讯作者。该研究得到了山东省自然科学基金、山东省泰山学者计划等项目的资助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130395