天津科技大學生物工程學院利用生物反應器合成赤蘚糖醇

 赤蘚糖醇，作為一種低熱量甜味劑，近年來備受關注。它不僅甜度與蔗糖相當，而且熱量極低，不會影響血糖水平，成為健康食品的熱門選擇。然而，傳統的赤蘚糖醇生產方法成本較高，限制了其大規模應用。近日，天津科技大學生物工程學院秦慧民教授團隊利用生物反應器，生物傳感器和 EVOL細胞系統構建了高通量篩選平臺，成功地對解脂耶氏酵母進行工程化改造，實現了從粗甘油高效合成赤蘚糖醇。這項突破性進展在《Bioresource Technology》雜志發表的研究論文，為赤蘚糖醇的工業化生產帶來了新的希望。

一、生物傳感器與高通量篩選平臺

該團隊構建了一種基于生物傳感器引導的適應性進化篩選平臺，成功對解脂耶氏酵母進行工程化改造，實現了從粗甘油高效合成赤蘚糖醇。該平臺的核心是利用赤蘚糖醇生物傳感器，動態監測酵母細胞中的赤蘚糖醇水平，并通過熒光強度進行可視化，從而實現對赤蘚糖醇高產菌株的高通量篩選。

二、關鍵酶的分子改造

為了進一步提高赤蘚糖醇的生產效率，研究人員對赤蘚糖醇合成途徑中的關鍵酶——赤蘚糖醇還原酶（ER）進行了分子改造。他們開發了一種基于酶促轉化赤蘚糖至赤蘚糖醇的快速檢測方法，用于篩選具有改善催化活性的突變體。通過多輪組合突變，獲得了催化活性提高4.1倍的突變株，提高了赤蘚糖醇的合成效率。

三、代謝網絡重構

  除了酶的改造，研究人員還通過基因編輯技術，重構了酵母細胞的代謝網絡，將碳通量重新定向至赤蘚糖醇合成途徑。他們敲除了解脂耶氏酵母中參與赤蘚糖醇分解的基因，過表達了參與粗甘油同化效率和戊糖磷酸途徑的基因，從而獲得了赤蘚糖醇產量提高的工程菌株。

四、生物反應器中的高效生產

  在5升生物反應器中，經過綜合工程改造的菌株G31表現出優異的生產性能。其赤蘚糖醇滴度達到了220.5 g/L，生產率達到1.8 g/L/h，產率達到0.6 g/g粗甘油，比未改造菌株高出7.6倍和7.5倍。這表明，該研究成果為赤蘚糖醇的工業化生產提供了可行的技術方案。

五、赤蘚糖醇的高效生產的研究意義

  天津科技大學秦慧民教授團隊的研究成果，為赤蘚糖醇的高效生產提供了新的思路和方法，它有著重要的理論意義和應用價值：

1.推動生物基產業發展： 該研究為生物基產品的開發提供了新的思路和方法，有助于推動生物基產業的發展，實現資源的可持續利用。

2.解決環境問題： 利用粗甘油生產赤蘚糖醇，可以有效解決甘油生產過程中的副產物處理問題，減少環境污染。

3.促進合成生物學發展： 該研究展示了合成生物學在解決實際工業問題中的重要作用，為合成生物學的發展提供了新的方向。

    研究人員表示將進一步完善菌株性能，擴大應用范圍，并推動赤蘚糖醇的工業化生產。相信隨著技術的不斷發展，赤蘚糖醇將會在更多領域得到應用，為人類的健康和生活帶來更多福祉。

       介于國外生物采購成本高昂，售后服務不便，型號固定、貨期長等因素，我國自主研發設備生產的發酵罐目前已廣泛應用于菌種篩選、菌種生產、種子制備等環節，一些國內發酵罐專業生產商甚至可根據客戶要求的尺寸進行定制化操作  ,比如搏旅除生產固定型號規格外，還可以根據客戶要求定制不同級別、規格的發酵罐主要用于微生物培養、種子制備、浮細胞培養、貼壁細胞培養、微載體培養等，實現了廠商直供，一罐多用，滿足不同的用戶需求。蘇州阿爾法生物還同時提供免費的安裝服務、免費技術支持、免費操作指導等服務。如需了解更多 實驗室儀器，請進入蘇州阿爾法生物網站進行了解。