9057-02-7 / 農(nóng)業(yè)廢棄物中生產(chǎn)普魯蘭多糖研究進(jìn)展及其應(yīng)用

普魯蘭多糖是一種由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的胞外水溶性粘質(zhì)多糖，可保護(hù)微生物免受脫水和寄生原生動(dòng)物的侵害。普魯蘭多糖的生物合成發(fā)生在胞質(zhì)中，并在胞質(zhì)外分泌以產(chǎn)生粘稠的物質(zhì)。出芽短梗霉是普魯蘭多糖的主要生產(chǎn)者，利用三種酶（α-磷酸葡萄糖合成酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶）進(jìn)行生產(chǎn)。目前，普魯蘭多糖的生產(chǎn)存在產(chǎn)量低、價(jià)格昂貴的問題。有必要采用低成本和環(huán)保的方法生產(chǎn)普魯蘭多糖。農(nóng)業(yè)廢棄物是一種理想的替代品，可極大降低生產(chǎn)成本，增加收益。

近日，國際期刊Innovative Food Science and Emerging Technologies發(fā)表題為“Advances in pullulan production from agro-based wastes by Aureobasidium pullulans and its applications”的綜述。該綜述詳細(xì)闡明普魯蘭多糖在食品、制藥以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的重要應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而介紹以農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)普魯蘭多糖的研究進(jìn)展、突出成果以及存在問題，分析影響普魯蘭多糖產(chǎn)量的因素，最后對(duì)普魯蘭多糖成本效益的制約因素進(jìn)行總結(jié)論述。為普魯蘭多糖的環(huán)保低成本生產(chǎn)和更好的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

圖1 普魯蘭多糖的生物合成途徑

綜述內(nèi)容

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)和基于農(nóng)業(yè)的廢棄物是生產(chǎn)葡聚糖生物聚合物的可行性原料。目前已有多種農(nóng)業(yè)廢棄物原料用于普魯蘭多糖的生產(chǎn)制備，研究人員對(duì)不同微生物種類、發(fā)酵條件、農(nóng)業(yè)廢棄物類型及普魯蘭多糖產(chǎn)量進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)。普魯蘭多糖產(chǎn)量影響因素：碳源、氮源、初始pH、攪拌速度、添加劑和溫度等。

普魯蘭多糖具有獨(dú)特的理化性質(zhì)，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用（食品、制藥、生物醫(yī)藥等行業(yè)）。食品領(lǐng)域，普魯蘭多糖可用于烘焙食品、糖果和飲料的穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、粘合劑以及低粘度填料等?；瘖y品行業(yè)，普魯蘭多糖可用作保濕劑、穩(wěn)定劑和涂層。普魯蘭多糖優(yōu)異的成膜能力，使其在食品包裝和生物分子、疫苗和藥物的靶向遞送方面具有廣闊的應(yīng)用前景。普魯蘭多糖復(fù)合膜提高了水果和其他食品的貨架期和品質(zhì)。普魯蘭多糖水溶性好、生物相容性高，在藥物輸送、組織工程、傷口愈合等方面廣泛應(yīng)用。普魯蘭多糖具有形成水凝膠的能力，與納米凝膠結(jié)合起到分子伴侶的作用。靜電紡絲納米纖維為普魯蘭多糖在納米技術(shù)的新型應(yīng)用提供新思路。

綜述結(jié)論

1、農(nóng)業(yè)廢棄物原料資源豐富，利用其生產(chǎn)普魯蘭多糖經(jīng)濟(jì)上可降低生產(chǎn)成本。

2、農(nóng)業(yè)廢棄物的生物化學(xué)成分、預(yù)處理和微生物選擇是制約農(nóng)用廢棄物利用的主要因素。

3、需要重點(diǎn)關(guān)注菌株的改造，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

4、普魯蘭多糖是一種利用農(nóng)業(yè)廢棄物原料產(chǎn)生的重要聚合物，因其獨(dú)特的理化性質(zhì)，在食品、制藥和生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。此外，普魯蘭多糖基復(fù)合膜在食品工業(yè)的潛在應(yīng)用也得到廣泛研究，但工業(yè)上仍需進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)

Advances in pullulan production from agro-based wastes by Aureobasidium pullulans and its applications.

https://doi.org/10.1016/j.ifset.2021.102846