解脂耶氏酵母利用花生粕与葡萄糖代谢工程优化发酵可持续生产赤藓糖醇

本研究针对赤藓糖醇工业化生产成本高的问题，通过解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)代谢工程与发酵优化，首次实现以花生粕(PM)替代传统氮源的高效赤藓糖醇生产。优化后菌株CE1在3.7-L生物反应器中产量达168.78±10 g/L，转化率0.73±0.05 g/g，同时解析了ZWF1/GND1通路关键作用，为农业副产物高值化利用提供新策略。

　　

随着全球糖摄入过量引发的肥胖、糖尿病等健康问题日益严峻，天然甜味剂赤藓糖醇因其零热量、不影响血糖等特性成为蔗糖替代品。然而，当前工业化生产依赖解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)的高渗发酵工艺，面临底物成本高、渗透压抑制等技术瓶颈。与此同时，花生榨油副产物花生粕(PM)年产量超千万吨，但主要用作饲料造成资源浪费。如何通过生物技术实现PM高值化利用并降低赤藓糖醇生产成本，成为亟待解决的科学问题。

浙江科技学院的研究团队在《Bioresource Technology》发表研究，通过多组学分析结合基因编辑，首次建立PM基质的赤藓糖醇高效生产体系。研究采用转录组测序、关键酶活力测定、基因敲除/过表达等技术，系统解析PM促进赤藓糖醇合成的分子机制，最终构建出高产工程菌株CE1。

Medium consisting of peanut meal and glucose is able to support the growth and erythritol production of Y. lipolytica CA20
研究发现PM含0.08±0.005 g/g可溶性蛋白和49.80±3.0 μM/g游离脂肪酸，可完全替代YPD培养基中的酵母提取物和蛋白胨。在3.7-L生物反应器中优化后，原始菌株CA20产赤藓糖醇达125.25±4.8 g/L，转化率0.69±0.03 g/g。

Transcriptome analysis reveals metabolic reprogramming
转录组显示PM培养基中碳水化合物、氨基酸和脂代谢通路显著激活，磷酸戊糖途径(PPP)关键酶ZWF1和GND1活性提升2.1-3.3倍，同时菌丝形成被完全抑制。

Genetic modification enhances erythritol production
鉴定出A002891(负调控因子)和A001489(正调控因子)为关键基因。通过A002891敲除联合A001489过表达构建的CE1菌株，发酵周期缩短25%至108 h，产量提升至168.78±10 g/L，转化率达0.73±0.05 g/g。

该研究创新性地将农业副产物转化为高附加值产品，不仅使赤藓糖醇生产成本降低32%，更建立了PM资源化利用的新范式。发现的ZWF1/GND1调控机制为微生物细胞工厂改造提供新靶点，工程菌CE1的工业化应用潜力显著。研究结果对促进食品工业可持续发展具有重要实践意义，相关技术已申请专利保护。