エリトリトール粉末の源は何ですか?

近年、生活の加速ペースとライフスタイルの変化に伴い、people'の食習慣は大きな変化を遂げた。このような肥満、糖尿病、心血管疾患などの付随する健康問題は、人々に深刻な問題と不便を引き起こしています' s[1]住んでいる。砂糖の過剰摂取は、この現象を引き起こす主な要因であり、砂糖の過剰摂取は、虫歯などの口腔疾患の発生率を増加させることもあります[2]。発見された甘味料の使用食品中の高カロリーの砂糖の添加を減らし、砂糖の摂取量を減らすのに役立っています。甘味料は、甘味を提供するが低カロリーの化合物のクラスです。それらは、そのソースに応じて天然甘味料と合成甘味料に分けることができます[1]。ステビア、abとしてsweet、サッカリンなどの初期の合成甘味料は非常に甘いものの、腸内細菌叢の障害を引き起こすことが判明しており、頻繁に摂取すると健康には有益ではありません[3]。合成甘味料と比較して、マンニトール、エリトリトール、キシリトール、ソルビトールなどの天然甘味料の使用は、人々に受け入れられる。これらの糖アルコールは、代謝エネルギーが低く、低血糖で安全な特性を持っています[4]。

エリトリトール(erythritol) -化学的に(2 r,3 s)ブタン1,2,3,4-テトラル,白,無臭,非吸湿性,光学的不活性,熱安定性,水溶性4炭素アルコールは、広く果物、野菜、発酵食品に含まれています[5]。エリスリトールは、体内および腸内微生物にほとんど使用されないこと、血糖値やインスリン値を変化させないこと、下痢を引き起こさないことなどの特性により、特に注目されています[6]。エリスリトールは1848年に初めて発見されて以来、1990年代に日本、米国、欧州の一部で食品原料および甘味料としての直接使用が承認されている。中国では、エリスリトールを必要に応じて適度に食品に使用することを可能にする公式発表が2008年になされた[7-8]。2019年の世界のエリスリトールの市場規模は7万400トンであり、2026年にはその1。5倍の需要が見込まれています[9]。エリトリトールの市場需要の高まりにより、エリトリトールの生産に新たな要求が高まっています。

エリトリトールは化学発酵と微生物発酵によって合成される方法。しかし、化学合成は生産効率が低い、コストが高い、操作上の危険性が高いなどの欠点があり、工業化されていない[1]。微生物発酵によるエリトリトールの生産は、化学合成の悪影響を解決します。長年にわたり、研究者はエリトリトールの発酵生産プロセスに多くの研究を行ってきました。その結果、発酵媒体の組成(炭素源、窒素源、無機塩など)、発酵条件(温度、ph、溶存酸素など)、発酵方法(連続発酵、バッチ発酵、バッチ給餌発酵など)がエリトリトールの収率と生産量に大きく影響することが明らかになった。関連する内容[1、9]については、最近よく述べているので、ここでは繰り返さない。

の微生物発酵によるエリトリトールの生産他の糖アルコールの発酵生産と比較して、収率・変換率が低い。微生物系統の変異誘発と代謝経路の改変は、エリトリトール生産を改善するための新しい方向性を提供する。これに基づいて、エリスリトールの微生物発酵合成に関する最新の研究について、主な菌株とエリスリトール代謝経路、再生可能資源からのエリスリトールの合成、菌株の代謝工学などをまとめた。本研究では、将来的なエリスリトールの育種・高収量化に向けた新たな研究アイデアを提供することを目的として、エリスリトールの増産経路の可能性について議論する。

1発酵のための主な微生物エリトリトールの生産とその繁殖

1。 1細菌

細菌はグルコースを基質として利用することができる合成erythritolグルコースキナーゼ、グルコース-6-リン酸イソメラーゼ、ホスホケトラーゼ、エリトリトール-4-リン酸デヒドロゲナーゼ、ホスファターゼの作用により(図1)、4-リン酸デヒドロゲナーゼ(エリトリトール-4-リン酸デヒドロゲナーゼ)とホスファターゼ(ホスファターゼ)がエリトリトールを合成する(図1)[1,10]。現在では直接バクテリアが知られる少ないerythritolを合成し主に乳酸菌とOenococcusが(表1)。[11]がタイラーら乳酸菌florum 2 f使った合成2。04 g / L erythritolできるブドウ糖基板、最終濃度erythritolの方が安いことになる果糖が基板として使われている。最終的な濃度は低くなりました同时に、研究分析し22によるerythritol製造株のバクテリアがいます乳酸菌とOenococcusなどたところ、たおれLeuconostocなどを别属Oenococcus Weissellaには出来たさ俺の0。02から0。45 g / Lまで合成であるerythritol(表1)では丘陵ますよ~。n der Woudeほか[12]Synechocystis sp使用。PCC6803始点緊張が、また、遺伝子組み換えを行い、細菌中にエリトリトール4-リン酸ホスファターゼとエリトリトール還元酵素を過剰発現させ、0を合成できる優性株sep024を得た。256 g / lエリトリトール。全体的に低く、エリトリトールの工業生産は達成できません。

1. 2. 菌類

細菌と比較して、真菌は代謝することができますとペントースリン酸経路を通じてエリトリトールを合成するブドウ糖、グリセロール、フルクトースおよび他の基質を使用します。エリトリトールの工業生産に使用される主な株は酵母です[9]。酵母では、グルコース、グリセロール、フルクトースを基質としてエリトリトールを合成する。エリトリトールの工業生産に使用される酵母のうち、主な種はsaccharomyces cerevisiae[9]です。酵母、ブドウ糖は炭素元として、ブドウ糖はまずにより细胞のグルコース- 6 -リン変換されグルコースキナーゼグルコース- 6 -リン酸デヒドロゲナーゼ、6-phosphogluconolactonase、phosphogluconateデヒドロゲナーゼ、リブロース- 5 -リン3-epimeraseとribulose-5-phosphate ribulose-5-phosphateの形成とribose-5-phosphate異性化酵素触媒となる新素材も製品のtransketolase変換された上で、transaldolase、エリスロース-4-リン酸キナーゼおよびエリスロース-4-リン酸レダクターゼ(トランスケトラーゼ)、トランスアルドラーゼ、エリスロース-4-リン酸キナーゼおよびエリスロセレプターゼ(図2)[13-14]。

グリセロールが基質となると、グリセロールキナーゼ、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、アルドラーゼによってフルクトース- 1,6-二リン酸に変換され、グルコース- 6リン酸を介してペントースリン酸経路に入る。最近、niangらは、エリスリトールがさらにエリスロースおよびエリスロースリン酸に分解され、細胞によって利用されることを発見した。この過程で、erythritolデヒドロゲナーゼ エリトルロースデヒドロゲナーゼ、エリトルロースキナーゼ、エリトルロースリン酸イソメラーゼはこの過程で重要な役割を果たす。

現在では酵母とerythritol生産高と報告されている[16-25]には、カンジダ、ヤロウィア、トルラなど25-245 g/ lのエリスリトールを合成することができる種が含まれている(表2)。ヤロウィア・リポリティカ(yarrowia lipolytica)は、非伝統的な油性酵母の一種であり、安全な微生物(gras)でもあるため、工業生産において重要な応用価値を有している。

さらに、yuillら[26]は1948年に、aspergillus nigerがエリスリトールを代謝・合成できることを初めて報告したが、aspergillusを含む他のカビはエリスリトールには使用されていないエリトリトールの工業生産.

1. 3. ひずみ選択

自然から隔離された菌株には問題がありますエリトリトール合成効率が低い。したがって、株の最初のエリトリトール合成を増加させるためには、株の特性を変更する必要があります。一般 方法としては、紫外線変異原、放射線変異原、室温プラズマ変異原などの物理変異原から、硫酸ジエチル、メタンスルホン酸エチル、ニトロソグアニジン、エチレンイミン、アジ化ナトリウムなどの化学変異原までがあります。moonら[10]は、aureobasidium sp. sn124aに紫外線変異体とニトロソグアニジンを投与することでエリトリトール収量が47.6%増加した変異株を得た。dong haiらは[27]、単離されたsaccharomyces cerevisiae ery237を紫外線および化学的変異誘発法により、最適な発酵条件下で87.8 g/ lのエリトリトールを産生する優性株を得た。wang feng weiら[28]は、自然界で高濃度の糖を豊富に含むサンプルをスクリーニングしてエリトリトールを産生する酵母saccharomyces cerevisiae juna 6株を得た。紫外線、liclおよび硫酸ジエチル(des)を用いた変異ジェネシス、変異ジェネシス処理を行った結果、juna27株が得られた。この株のエリトリトール生産量は67.5 g/ lで、初期株juna 6の4.2倍であった。

gh gh ezelbashら[29]は、合成できる変異株である変異49を得た39.76 g / L erythritol酵母yarrowia lipolyticadsm70562を紫外線で照射することによって、これは65です。7%、さらなる研究では、エリトリトール産生の増加はエリトリトールレダクターゼ活性の増加に関連していることが分かった。紫外線を照射すると、270番目のアスパラギン酸がグルタミン酸に置換され、最終的に1が得られた。酵素活性の47倍の増加。変異体49はグリセロールを合成しませんが、元の株の追加発酵では副生成物グリセロール6.37 g/ lが生成されます。

同様に,ghezelbashら[30]カンジダ・マグノリアを処理しました ds m70638,得られた変異株12は、優れた形質を持つ変異株である。エリトリトールの収率は20.32 g/ lと、開始株の2.4倍に増加し、副生グリセロールの濃度は5.5倍に減少した。qiuらは[31]、紫外線変異原法と室温プラズマ変異原法を紫外線変異原法と組み合わせて酵母bbe18を治療した。得られた1,152系統の変異株について一次および二次スクリーニングを行い、最終的に高収量変異株yliua8を得た。発酵条件を最適化した結果、発泡スチロールの43 g/ lを大幅に上回る148 g/ lのエリスリトールが得られた。このように、優れた形質を持つ系統を得るためには、従来の変異誘発法とスクリーニング法が依然として重要な方法であることを示しています。のさらなる改善erythritol生産発酵プロセスの最適化や代謝経路の改変など、他の手法の組み合わせが必要です。

2再生可能資源や廃棄物を原料として発酵させ、エリトリトールを合成する

2. 1粗グリセリンを原料とする

伝統的な液体エリトリトールの発酵生産主に市販のブドウ糖とグリセロールを基材としています。しかし、純粋なグリセロールやグルコースからエリトリトールを合成すると、コストが上昇するだけでなく、グリーンエネルギー経済という持続可能な開発コンセプトにも矛盾します。近年、再生可能資源からのエリスリトールの合成に関する研究が盛んに行われており、その中でも粗グリセロールはより広く使用されている原料である。粗グリセリンはバイオディーゼルの製造過程の副産物であり、その主成分はグリセリン(80%)、残留油、遊離脂肪酸、ナトリウム塩である[32]。tomaszewskaらは[33]、純粋なグリセリンと炭素源としての粗グリセリンの条件下でのyarrowia lipolyticaによるエリトリトールの合成を調査した。tomaszewskaら[33]は、純粋なグリセロールと粗グリセロールを炭素源として使用したyarrowia lipolyticaによるエリトリトールの合成を調査した。その結果、ヤロウィア社は粗グリセロールを用いて最大収率80.5 g/ lのエリトリトールを合成することができました。これは、粗グリセロールがエリトリトールの工業生産の主原料として使用できることを示しています。

mi mironczukら[34]酵母yarrowia lipolyticaが粗グリセロールを原料としてエリトリトール155.5 g/ lを合成できるようにバッチ発酵の繰り返しを最適化した。これは対照群の純グリセロールを用いた208 g/ lよりは低いが、収率は0.56 g/gであり、対照群の0.41 g/gを上回った#39; s 0。小林ら[24]zygosporella酵母は粗グリセロールを基質としてエリスリトールを発酵・合成できることを確認し、その変換率は60%で、純グルコースを炭素源とした場合の変換率50%よりも高いことを確認した。これはまた、粗グリセロールがグルコースの代わりにエリトリトールを発酵・合成する原料となることを示している。さらにrakickaら[21]は、2段階発酵プロセスにおける2つの原料(バイオディーゼル製造ラインの83%のグリセロールと石鹸製造ラインの76%のグリセロール)からの粗グリセロールを用いて、yarrowia lipolyticaによるエリスリトールの合成を試験した。その結果、エリトリトールの最大収率は、それぞれ162 g/ lと116 g/ lであった。この収率は、純粋なグリセロールを使用して得られた199.4 g/ lよりも低いですが、原料の経済的コストを考慮すると、粗グリセロールasを使用する方が良いですエリトリトールを合成する原料.

2. 2廃食油と廃糖蜜を原料とする

mironczukら[35]は、粗グリセリンに加えて、農業加工の副産物である糖蜜を、エリトリトールを発酵・合成する原料として使用しています。糖蜜の主な成分は、スクロース(55%)、その他の糖、有機酸および塩である。本研究では、酵母arthrospira lipolyticaammが糖蜜を原料とした二段階発酵を経て、70 g/ lのエリトリトールを合成しました。h hijosa valseroら[23]は、moniliella pollinis mucl 40570、m . pollinis mucl 28141、pseudozyma fusiformata dsm 27425、p . tsukubaensisnrrl y 7792を用いて、サトウキビの糖蜜、ビーツ糖蜜、赤ブドウのムスト、ローズブドウのムストを用いてエリトリトールを合成することを研究した。mucl 40570およびmucl 28141は50 ~ 97 g/ lのエリトリトールを合成できることがわかった。dsm 27425およびnrrl y 7792は、ショ糖やビート糖を代謝してエリトリトールを合成することはできないが、ブドウジュースを原料として合成することはできる14 ~ 30 g/ lエリトリトール。したがって、異なる菌株が原料を代謝する能力を異なることがわかります。

生ごみ油には油や化学有機物が多く含まれています。廃棄すると環境汚染が深刻になるため、生ゴミの油を再利用することは大きな意味がある。liuら[36]は、酵母m53が生ごみ油を原料としてエリトリトールを代謝・合成できることを発見した。30 g/ lの廃油を培地に添加し、5 lの発酵槽で72時間培養すると、22.1 g/ lのエリトリトールが得られ、収率は0.74 g/gであった。その後、liuら[37]はこのプロセスを最適化した廃油脂からのエリトリトールの製造。まず、ヘチマスポンジを洗浄して乾燥させた後、1 cm×1 cm×0.5 cmの大きさの粒子に切断し、発酵スープに添加することで、細胞が油を水中分散油として利用できるようにした。少なくとも60 g/ lの基質を完全に利用でき、エリトリトールの収率は0.76 g/gの油に達することがわかった。バッチ供給とスケールアップ発酵により、エリトリトールの収量は114.3 g/ lまでさらに増やすことができます。

2.3農業廃棄物を原料として使用する

農業廃棄物には、微生物が利用できる有機物が多く含まれています。liuら[38]は、大豆残渣を原料としたエリトリトールの合成を試みた。ヤロウリパーゼは大豆残渣を直接分解できないため、粘液とリーセイtrichoderma reeseiを用いて前発酵させた後、酵母を用いた更なる発酵の原料としてエリトリトールをさらに発酵・合成した。5 lの発酵槽では、酵母が基質を代謝して合成できることがわかった14. 7 g / L erythritol収率は0です49 g / g。

のエリトリトールを合成するプロセス固体発酵を使用した再生可能資源から、近年ブレークスルーを作りました。伝统な纸と比べれば 伝統的な液体発酵、固体発酵は、低コスト、より安定した生産、より高い収率の特徴を有する[39]。liuら[39]は、まず、大豆残渣からエリトリトールを基質とする二段階固体発酵法を用いた。第一段階はaspergillus nigerによる発酵であり、72時間後にはヤロウィア・リポリチカ(yarrowia lipolytica)のでsitu接種によって第二段階のエリトリトール発酵が行われた。また、乾燥したヘチマ果肉、ふすま、トウモロコシの芯、ソバの殻などを原料に添加し、大豆残渣を緩めることで、実際の発酵過程で基材大豆残渣が凝集することによる内部低酸素化の問題を解決した。

それが発見されたの石高erythritolブランをbulking剤として使用し、192時間固体発酵を行った場合、143.3 mg/g(乾燥基材1 gベース)であった。搾油作物廃棄物には窒素の高いが含まれており、「erythritolが合成さを抑制する「彼らはで修正Yarrowiaの変種ウィルスlipolyticaM53 sこの株はsnf1トーナメント遺伝子学的に再構築(符号化ショ糖non-fermentingタンパク質キナーゼ)は、脱落した合成に使用可能なerythritol十分な窒素を載せる基板の条件たんだその結果、m53 sは、ピーナッツフィルターケーキ、ゴマ粉40%、生ゴミ油10%の混合物を発酵させ、185.4 mg/gの収率でエリスリトールを合成することができた。

バイオ炭は、細胞の成長と代謝を促進しながら、細胞の定着のための場所を提供することができます。エリスリトールの収量をさらに増やすために、liuら[41]は、バイオ炭を固体発酵システムに導入した。まず、 米ぬか、麦わら、きのこの残渣、豚の糞尿など、さまざまな基質を高温で炭化させた後、粉砕して炭素粒子にしました。次に、大豆ミール残渣、ゴマミール、生ゴミ油からなる基材(質量比5:4:1)に基材を加えた。て発見されたあのbiocarbon粒子小麦粉から作られる藁は最も大きなによるerythritol合成を推進への効果は期待Yarrowialipolytica最もerythritolの合成を推し進めて有効でYarrowialipolytica、erythritolが、収量の182.4 mg / gばbiocarbon粒子なし1972.58 mg / g。その後、連続バッチ発酵の最適化により、エリトリトールの収量は222.5 mg/gに達する可能性がある.

2.4微細藻類残渣を原料とする

微細藻類は、栽培に土地を必要とせず、食用作物と競合しないため、重要な持続可能な原料と考えられている。liuら[42]は、ヤロウィアがシゾキトリウムsp. zjut8残基(油抽出後に残る残基)、大豆ミール残基、ゴマミールを原料としてエリトリトールを合成できることを示した。fed-batch発酵後、製品の収量は223.2 mg/g(残渣1基基準)、大豆ミール残渣ケーキ、ゴマミールに達することができます。サプリメントを使用したバッチ発酵後の製品の収量は、223.2 mg/gに達することができます(乾燥基材1 gに基づく)。しかし、研究では微細藻類残渣にセルロース成分が含まれているため、ヤロウィア・ポリチカが直接利用できないため、前処理にプロテアーゼとセルラーゼを使用する必要があり、生産コストがある程度上昇する。今後の研究では、代謝経路の改変により、セルロース成分を含む原料の直接利用が可能になります。

これは、微生物を使用することを結論することができます再生可能資源からエリトリトールを合成する液体または固体発酵とその工業生産を通じて、今後の主な研究方向性です。これは生産コストを大幅に削減するだけでなく、廃棄物のリサイクルと再利用を実現することができ、環境保護と省エネにも大きな意義があります。

3 rdシングルのカップリング曲

遺伝子工学技術の急速な発展とオミックス技術の急速な発展は、微生物代謝経路の標的改変のための保証を提供する。従来の変異原化や育種、発酵プロセスの最適化と比較して、代謝経路を標的とした改変によって目的の微生物産物の収量を向上させることを目的とした代謝工学的手法は、短いサイクル、高効率などの利点があります。現時点では、エリトリトールの生産を改善するために代謝経路の変更の使用は、研究は主に基質のグルコースとグリセロールの代謝を改善するなど、酵母yarrowia lipolyticaに焦点を当てているペントースの効率を向上させますリン酸経路とエリトリトール合成また、エリトリトールの異化作用を阻害します(図3) 代謝経路の改変に関わる遺伝子ノックアウト法は、主に相同組換え、cre loxを用いた相同組換え、crispr casノックアウト法であり、プラスミドベクターは主に染色体に組み込まれたプラスミドである(表3)。

カール・ら[43]発見及び識別されたジニEYK1符号化erythroseキナーゼの合成を同時にerythrose 1-phosphate erythroseから解けて(図2)EYK1 Yarrowiaで敗れ、脱落したlipolyticaW29、30.7 g / Lからerythritolが増大したため35.7 g / L(テーブル3)。erythritol収益率は決勝トーナメント1株は0.49 g / g、本来より高く、寧辺(0.39% g / g)。car lyら[44]によると、グリセロールキナーゼ(gut1)、グリセロール3-リン酸デヒドロゲナーゼ(gut2)、ホスホピルビン酸イソメラーゼ(tpi1)、トランスカトラーゼ(tkl1)、エリスロース4-リン酸ホスファターゼ(e4 pp)、エリスロース還元酵素(er)では、gut1とtkl1またはgut1とerが同時に過剰発現していた濃度erythritol発酵培養液では、対照株よりも有意に高かった。

このうち、エリスリトールの収率は0.46 g/gから0.61 g/gに上昇し(表3)、他の単一遺伝子過剰発現の収率より高かった。さらにeyk1をノックアウトし、gut1とtkl1の過剰発現と組み合わせると、発酵液中のエリトリトールの生産量は80.6 g/ lに増加する。mironczukら[13]酵母arthrospira mutabilis ammにおいて、それぞれホスホグルコムターゼ(gnd1)、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ(zwf1)、tkl1、およびトランスアルドラーゼ(tal1)を過剰発現させ、エリトリトールの生合成に対する影響を調べた。その結果、対照株mk1によるエリトリトールの発酵合成と比較して、グルコース- 6-リン酸デヒドロゲナーゼ(zwf1)、tkl1、およびトランスアルドラーゼ(tal1)が、細胞によるエリトリトールの合成に与える影響を調べた。その結果、エリスリトールを25.30 g/ l発酵させて合成した対照株mk1と比較して、これらの遺伝子のどれかを過剰発現させると、細胞はより多くの遺伝子を合成できることがわかりましたエリトリトールの40 g/ l.

chen gらは、酵母cgmcc 7326の内因性エリトリトールレダクターゼおよび過剰発現er10、er25およびer27を解析した。その結果、3つの遺伝子のそれぞれを過剰に発現させるだけで改善できることがわかりましたerythritol合成率cgmcc 7326と比較するとその中で、er27の過剰発現の効果が最も顕著でした。組換え菌の発酵培養液中のエリトリトールは154 g/ lから182 g/ lに増加し、生産強度は1.6 g/(l・h)から2.2 g/(l・h)に増加した(表3)。

得られた株のエリトリトール収率は0.63 g/g, 2.4 g/(l・h)で,原株に比べて23.5%,50%増加し,エリトリトールは190 g/ lに達した。jagtapら[46]は、saccharomyces cerevisiae由来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(pep)をyarrowia lipolyticapo1fで過剰発現させ、利用効率を向上させたグリセロールの基質とエリトリトールの生産。発酵培養液中のエリスリトール生産量、エリスリトール生産強度、エリスリトール収率、グリセロール使用率はそれぞれ10.70 g/ l、0.09 g/(l・h)、0.11 g/g、0.41 g/(l・h)から18.60 g/ l、0.16 g/(l・h)、0.19 g/g、0.41 g/(l・h)に上昇した。0 g。41 g / (l・h)から18。60 g / l, 0。16 g / (l・h), 0。19 g / gと0。さらに、この組換え細菌でgut1とtkl1をさらに過剰発現させ、fed-batch発酵の最適化を行ったところ、最終発酵液であるエリトリトールが58.8 g/ lに達した。も使って ヤロウィアlipolyticapolf, zhangら[14]は、エンコードされたeyd1遺伝子をノックアウトし、得られたmy11株は、グリセロールから40 g/ lのエリトリトールを基質として発酵・合成することができ、対照株の18 g/ lに比べて大幅に増加した。さらに、エリスリトールの生産量をさらに増やすために、my11に基づいてリボース5-リン酸イソメラーゼ(rki1)を過剰発現させたところ、得られた株におけるエリスリトールの収率は0.52 g/g、収率は52 g/ lに達した。

要約すると、代謝経路工学は初期ひずみを改善する有効な方法である' erythritol生産。しかし、現在のエリスリトール代謝経路工学のほとんどは、初期エリスリトール産生が少ない実験室モデル株(yarrowia lipolytica w29、polf、mk1など)に焦点を絞っています。工業化された系統の代謝経路工学はこれまでほとんど行われていませんでした。そのため、エリスリトールの初期生産性が高い工業用株を用いた代謝経路の改変と発酵プロセスの最適化を組み合わせることが有効であると考えられるエリトリトール生産のボトルネック.

4結論と展望

現在、エリトリトールは主に酵母によって固体発酵または液体発酵によって生産されており、ヤロウィア・リポリチカ(yarrowia lipolytica)が主な株である。近年では、株の変異発生と選択、発酵プロセスパラメータの最適化、エリトリトール合成経路の修飾などを組み合わせた改良が行われているエリトリトール開始株の生産。一方で、再生可能資源や廃棄物から、微生物を混合発酵させてエリトリトールを合成する研究も行われている。しかし、エリトリトールを合成するための微生物代謝過程には、まだ多くの課題が残されています。受注生産(受注生産)では、saccharomyces cerevisiaeが最も一般的であり、国際的に安全な微生物として認められている。しかし、生育環境は30°c程度の温度を必要とするため、夏場の生産時には汚染や逆汚染が発生し、冷却エネルギーの消費が大きいという問題があります。

このため、将来的には、既存の産業用株の耐熱性を改変したり、高温ストレスに耐え、優れた形質を持つ株を環境から分離したりすることが検討されています。(2)酵母yarrowia lipolyticaでは、エリトリトールの代謝・合成に環境浸透圧が重要な調節的役割を果たしていることが知られていますが、その分子機構は明らかになっていません。その中で、重要な酵素の転写制御erythritol合成経路また、エリトリトール合成の時間的特性については、さらなる研究と探索が必要である。伝達経路③相当するもの治療erythritolの変更に主にoverexpressingに基づいて遺伝子基板処理された新陳代謝のプロセスに関わっペントースリン酸経路erythritol合成鍵手順を、として遺伝子の中にを含めてerythritol劣化経路、。

しかし、基板輸送システムを改変して基板輸送を改善する研究を行っていますerythritolの輸出さらにエリトリトールの収率を向上させるのに役立つ深さで行われていません。4. 再生可能資源や廃棄物を原料としてエリトリトールを合成する場合、セルロースやヘミセルロースを分解して炭素源として利用する必要があり、ヤロウィア・リポリチカによるエリトリトール発酵には新たな課題があります。この問題は、原料の前処理や混合発酵によって解決できますが、生産サイクルとコストを増加させることは間違いありません。同時に、セルロース加水分解物中の酸とヒドロキシメチルフルフラールはヤロウィア・リポリチカの成長を阻害する。

したがって、将来的には、再生可能資源の直接利用を改善し、環境ストレスへの対応能力を向上させることが期待されていますエリトリトールの持続可能な生産。最後に、変異誘発による株収量の増加は、代謝経路の重要な酵素の変異による酵素活性の増加と関連している。今後、活動や安定されたか否かを検討するに値する鍵酵素を向上させることができる進化分子工学体外でそしての進化酵素でありうるintracellularly逆方向代謝工学技術によって目的を実現するためのよう対象製品の生産高が増えている。

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