利用Zalaria sp. Him3酵母α-葡萄糖苷酶活性生产具有益生功能的异麦芽寡糖新工艺研究

《Current Microbiology》：Isomaltooligosaccharides Production Using α-Glucosidase Activity from Zalaria sp. Him3, a Fructooligosaccharides-Producing Yeast

本研究针对功能性寡糖的工业化生产需求，发现产果寡糖酵母Zalaria sp. Him3具有α-葡萄糖苷酶(AGase)活性，通过优化培养条件实现酶活0.0325 U/mL，建立以280 g/L麦芽糖为底物、转化率达49.5%的异麦芽寡糖(IMO)生产工艺，为开发双功能（FOS/IMO）微生物酶资源提供新思路。

　　

在功能性食品添加剂领域，异麦芽寡糖(Isomaltooligosaccharides, IMO)因其独特的α-1,6糖苷键结构，已成为调节肠道菌群、改善代谢综合征的热门益生元。然而传统IMO生产工艺依赖黑曲霉(Aspergillus niger)来源的α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase, AGase)，存在酶系单一、转化效率受限等问题。与此同时，新发现的Zalaria属酵母虽被报道具有产果寡糖(Fructooligosaccharides, FOS)能力，但其多底物利用特性和潜在酶资源价值尚未充分挖掘。

东京农业大学的研究人员通过系统研究Zalaria sp. Him3的碳源代谢特征，意外发现该菌株在麦芽糖培养基中能分泌具有转糖基活性的AGase。通过API 50CH碳源利用测试，证实该菌株对葡萄糖、甘露糖、麦芽糖等表现出强利用能力（++级），而对乳糖、木糖醇等无代谢活性。薄层色谱(TLC)分析显示，以150 g/L麦芽糖培养48小时后，培养上清中明显出现与标准品迁移率一致的IMO条带

。高效液相色谱(HPLC)进一步鉴定出异麦芽糖、潘糖(panose)和异麦芽三糖等典型IMO组分

。

研究采用PNP-α-1,4-葡萄糖苷(PNPG)法测定酶活，发现150 g/L麦芽糖培养72小时时AGase活性达峰值0.0325 U/mL

。在280 g/L麦芽糖底物体系中，该酶12小时内可生成138 g/L IMO，转化效率显著高于多数报道的微生物AGase

。值得注意的是，该酶的潘糖降解特性与黑曲霉AGase存在显著差异，暗示其可能具有新型转糖基机制。

关键技术包括：1) API 50CH系统分析酵母碳源代谢谱；2) 通过TLC和HPLC联用鉴定寡糖组分；3) PNPG法测定AGase活性；4) 建立高浓度麦芽糖转化体系优化IMO产率。

研究结论表明，Zalaria sp. Him3是迄今首个被证实同时具备FOS和IMO双功能生产潜力的酵母资源。其AGase的潘糖代谢特征为开发新型糖基转移酶提供了分子改造靶点。该发现不仅拓展了Zalaria属酵母的工业应用场景，更为功能性寡糖的多元化生产开辟了新途径。正如讨论部分强调，这种"一菌双酶"特性对于简化生产工艺、降低益生元制备成本具有重要产业化价值。