微生物发酵法生产低聚果糖

低聚果糖是由果糖基连接生成的多糖，微生物来源的果聚糖是含

有β (2→6) 糖苷键及少量β (2→1)侧链的果聚糖，低聚果糖具有改善肠道菌群平衡的作用。低聚果糖特有的理化特性和生理功效如水溶

性膳食纤维、双歧杆菌增殖因子等是以高纯度低聚果糖为原料作实验

而得结论。除了具有天然多糖共同的特点如生物相容性、生物降解性、

安全无毒，还具有抗肿瘤、抗糖尿病、免疫增强、降血脂等多种重要

的生物学功能，而且可用于制备纳米材料，在生物医药和功能食品等

方面具有巨大的应用潜能，体现出巨大的潜在市场价值。 国内目前

以酶转化法生产的低聚果糖执行国家低聚果糖标准 GB/T 23528-

2009，产品是蔗糖-果糖或果糖-果糖聚合度为 2-9 的功能性低聚糖，

分子量为 342-1476。 新一代低聚果糖采用菌体发酵法合成生产，美

国市售产品分子量约 5000。是很好的益生元产品。

项目特色和创新之处：

南开大学环境微生物与微生物制造研究室从发酵食品中分离得

到一株解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能够利用

蔗糖合成低聚果糖。为了提高低聚果糖的产量和纯度，项目组采用温

敏质粒结合反向筛选标记-------无痕基因敲除法对菌株的其他胞外产

物和六个胞外蛋白基因以及 3 个细菌胞外多糖基因（簇）进行了敲除；

5 L 罐分批发酵低聚果糖的产量（42 h）达到 43.34 g/L。为了进一步

提高蔗糖酶的分泌表达，项目组整合强启动子和信号肽对菌种进行改

造，

在 5 L 发酵罐采用补料分批发酵工艺，菌株低聚果糖产量达 101.7

g/L。分子量约 5000 Dal，纯度 95%以上。

项目特色：

1. 菌种（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是分离自传统发酵食品，生

产主要原料为蔗糖；菌种改造采用无痕基因编辑技术，具有安全性

2. 补料分批发酵产量为：101.7 g/L;分子量约为 5000；纯度大于95.0%;

3. 授权专利号为：ZL201410405975.2

市场应用前景：

目前,低聚果糖的应用领域逐步扩大，除了生产人类保健品口服

制剂之外，在中老年营养品、中老年专用奶粉、婴儿奶粉、部分营养

饮料等中实施添加；某些化妆品中也需要加入低聚果糖。还是替代抗

生素在饲料中添加的主要成分之一。随着肠道菌群影响人类健康研究

新成果的不断报道，低聚果糖----益生元/膳食纤维越来越受到人们

的青睐。开展该产品的生产将会获得巨大的经济效益和社会效益。另

外，生产中实施废菌体回用技术工艺，可使发酵做到近零排放，具有

绿色生态效益.