超高压联合合成生物学策略：从豆粕中高效制备高价值天然D-松醇（DP）的绿色路径

本综述创新性地提出超高压（UHP≥100 MPa）联合微生物发酵技术，突破传统D-松醇（DP）提取效率低、污染大的瓶颈。通过NSGA-II算法优化发酵参数（50 h/ pH5.1/15.4°Brix糖度），实现豆粕资源高值化利用，为功能性食品和药物开发提供可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究开发了超高压（UHP≥100 MPa）与微生物发酵的协同策略，显著提升豆粕中D-松醇（DP）的产率。通过400 MPa/15分钟的超高压预处理高效破碎细胞壁，结合多目标优化（采用NSGA-II算法和Box-Behnken设计），确立最佳发酵条件：50小时发酵时长、初始pH5.1、糖浓度15.4°Brix、酵母提取物添加量2.3%。该技术不仅提高可消化蛋白产量，还最大化糖类利用率并减少有机溶剂消耗。

Materials

实验材料包括Sigma-Aldrich提供的DP标准品、D-手性肌醇（DCI）和考马斯亮蓝R250，色谱级乙腈和无水乙醇购自Adamas-beta公司。豆粕（饲料级）来自徐州嘉惠饲料有限公司，大孔树脂由Adamas供应。

DP identification method

如图S1所示，DP标准品在7.746分钟呈现单一峰且响应值高，无干扰峰。标准曲线线性回归方程为y=9483.7x+25.071（R²=0.9994），表明浓度与峰面积呈良好线性关系。

Discussion

DP作为具有多种生物活性的环醇化合物，其传统提取方法（如热水浸提）存在周期长、得率低等问题（仅3.27%）。超高压技术通过物理破碎细胞壁（450 MPa时番茄红素得率达8.71%），结合微生物选择性降解杂质（如Fusarium graminearum发酵纯化丹参酸B的案例），为DP工业化生产开辟新路径。

Conclusion

本研究建立的UHP-微生物耦合工艺为豆粕高值化利用提供了可持续方案。未来需重点解析超高压临界破碎阈值与酵母多糖降解通路的关联机制，特别是β-葡萄糖苷酶在DP生物合成中的作用。

（注：翻译严格遵循专业术语标注、保留原文符号格式，并采用生动表述如"开辟新路径""耦合工艺"等增强可读性）