菊芋又名洋姜，屬于非糧作物，其土壤適應性強，可以在干旱、鹽堿等非耕邊際土地種植。菊芋塊莖富含菊糖，菊糖是植物的第二大儲存多糖，僅次于淀粉。淀粉糖產業的發展已較為成熟，而菊糖的開發應用有待發展。以菊糖為糖質平臺，結合現代生物技術，可開發生物能源、生物基材料、醫藥、食品等眾多產品。

　　 近期，青島能源所微生物資源團隊聚焦菊糖向能源產品燃料乙醇和功能食品“益生元”低聚果糖的轉化，取得了顯著進展。在前期研究中，該團隊的科研人員建立了菊芋乙醇整合生物加工工藝（Consolidated bioprocess），即將菊糖酶產生、菊糖水解和乙醇發酵整合為一個過程，實現了直接發酵菊芋生產燃料乙醇，在40 C下酵母發酵200 g/L菊芋粉，產乙醇65.2 g/L, 乙醇得率為79.7%。該團隊通過系統地改造酵母多糖代謝途徑和酶分泌系統等，有效提高了菊芋的轉化效率，發酵250 g/L菊芋粉，產乙醇達到81.8 g/L，產率達到3.13 g/L/h，轉化率達到92%。相關研究成果發表在Biotechnology for Biofuels, 2016, 9:96。

　　 低聚果糖產品主要以蔗糖為原料經酶法轉化而來，這種工藝的理論轉化率低于60%，生產高純度低聚果糖需要經過純化，增加成本。菊糖可通過菊糖內切酶催化產生低聚果糖，但是菊糖內切酶活力通常不高，目前沒有廉價的商業化酶可供使用。上述科研團隊通過在釀酒酵母中表達菊糖內切酶，并且消除菌種對菊糖組份的代謝能力，建立了一種通過酵母發酵生產高純度低聚果糖的簡單工藝。應用該工藝，在40 C下發酵200 g/L菊糖，產生低聚果糖180 g/L，并且產率高達7.5 g/L/h。相關研究成果發表在Carbohydrate Polymers, doi:10.1016/j.carbpol.2016.06.059, 并申請中國發明專利一項，專利號2016103904308。

　　 上述技術發明創造將促進菊芋產品開發，推動菊芋產業鏈發展。

高純度低聚果糖一步生物發酵技術         菊芋乙醇整合生物加工技術（CBP）

　　原文鏈接：

　　 1. Biotechnology for Biofuels, 2016, 9:96

　　http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861716307342

　  2. Carbohydrate Polymers, 2016, 151:1220-1226 doi:10.1016/j.carbpol.2016.06.059

　　http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861716307342