利用附生酵母和乳酸菌酶解龙舌兰叶工业废料高效制备低聚果糖的工艺研究

本研究针对龙舌兰加工废料中低聚果糖(FOS)提取率低的问题，通过筛选附生酵母(Kluyveromyces marxianus)和乳酸菌(Lacticaseibacillus paracasei ASA.DG5/Enterococcus faecium ASP.DG8)的胞外酶，开发出高效水解龙舌兰叶菊粉的冻干浓缩工艺，获得聚合度(DP)≤5的生物活性FOS(15.48 mg/mL)，为饮料工业废料高值化利用提供可持续解决方案。

　　

龙舌兰作为墨西哥传统经济作物，其核心价值长期局限于酿酒行业，每年产生的大量叶片废料不仅造成资源浪费，更带来严峻的环境压力。尽管龙舌兰富含具有益生元特性的低聚果糖(Fructooligosaccharides, FOS)，但传统商用酶对龙舌兰菊粉(agave inulin)的水解效率低下，且现有研究多集中于龙舌兰茎部(pine)提取，对占生物量40%的叶片资源开发近乎空白。这一现状促使墨西哥大都会自治大学的研究团队将目光投向工业废料——龙舌兰叶片，通过挖掘附生微生物的酶解潜力，在《Food Bioscience》发表了一项创新性研究。

研究采用两种关键技术：1) 比较四种微生物(K. marxianus CDB-L-278/A1和L. paracasei ASA.DG5/E. faecium ASP.DG8)胞外酶对龙舌兰/大丽菊菊粉的水解特异性；2) 冻干浓缩技术强化酶活性。所有实验原料均来自饮料工业废弃的龙舌兰叶片。

【研究结果】
INTRODUCTION
揭示龙舌兰资源的双重价值：酿酒原料与生物活性物质(如FOS、皂苷)来源，指出叶片废料开发的必要性。

Reagents
建立双底物对照体系(龙舌兰菊粉vs大丽菊菊粉)，前者具有β(2-1)/β(2-6)分支结构，后者为线性β(2-1)连接，这种结构差异成为后续酶解效率分化的关键。

Growth of the strains
证实LAB菌株的独特优势：L. paracasei ASA.DG5和E. faecium ASP.DG8分泌的酶可同时水解龙舌兰菊粉和叶片果聚糖，而K. marxianus仅对线性结构的大丽菊菊粉有效。

【结论与意义】
研究突破性地发现：1) LAB菌株酶系可特异性识别龙舌兰菊粉复杂分支结构，冻干处理后FOS产量提升3倍；2) 叶片尖端提取物中DP≤5的短链FOS具有潜在生物活性；3) 首次实现饮料工业废料的闭环利用。该工艺每升废料可产出15.48 mg高值FOS，相比传统茎部提取降低60%原料成本，为功能性食品开发提供新思路。正如通讯作者Alma Cruz-Guerrero强调，这项技术不仅缓解环境压力，更开创了"从废料到益生元"的绿色制造模式。