功能性糖是指一大類具有甜味和特殊保健功能，能作為蔗糖替代品的碳水化合物，主要包括功能性低聚糖、功能糖醇、功能性單糖及一部分功能性多糖。功能性糖具有抗齲齒、低能量值、降低血清膽固醇、降血壓、保護(hù)腸道等生理活性，是健康產(chǎn)業(yè)的重要原料。而利用酶或微生物催化方法生物制備功能性糖是一個(gè)廣受關(guān)注的研究領(lǐng)域。

功能性糖生物制備技術(shù)難點(diǎn)在于構(gòu)建或篩選特異性糖酶與微生物，并建立高效生物催化過程控制技術(shù)。中國專利CN201710196964.1涉及一種生產(chǎn)低聚果糖的方法，包括以下步驟：采用連接肽連接果糖基轉(zhuǎn)移酶和葡萄糖氧化酶，然后在宿主菌中進(jìn)行融合表達(dá)，得到融合蛋白；將融合蛋白和過氧化氫酶加入蔗糖水溶液中混勻，進(jìn)行催化反應(yīng)，得到低聚果糖。CN201810033883.4公開了一種β-半乳糖苷酶的突變體及其制備方法和應(yīng)用，其通過將β-半乳糖苷酶中的特定位點(diǎn)氨基酸進(jìn)行突變，轉(zhuǎn)入重組菌后，并在優(yōu)化后的條件下進(jìn)行酶轉(zhuǎn)化，突變體生產(chǎn)的低聚半乳糖產(chǎn)率達(dá)到59.8%，較野生酶提高70%左右，實(shí)現(xiàn)了低聚半乳糖產(chǎn)量的提高，具有極高的工業(yè)化應(yīng)用。CN201210012038.1公開了一株產(chǎn)β-半乳糖苷酶的菌株及用該酶生產(chǎn)低聚半乳糖的方法，涉及一株從土壤中篩選而來的阿耶波多芽孢桿菌（Bacillusaryabhattai）SK22.003，保藏編號(hào)為CCTCC NO：M2011464。以此阿耶波多芽孢桿菌為發(fā)酵菌株，以乳糖為碳源、酵母膏和蛋白胨為氮源及無機(jī)鹽組成發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)β-半乳糖苷酶，發(fā)酵后經(jīng)檢測(cè)，在發(fā)酵液中酶活達(dá)到1～25 U/mL。將β-半乳糖苷酶添加到5%～60%乳糖溶液中催化合成低聚半乳糖，轉(zhuǎn)化4～36 h，產(chǎn)率達(dá)35%以上。CN201610053213.X公開了一種高效合成雙果糖酐III的方法，先使用菊糖蔗糖酶將蔗糖轉(zhuǎn)化為菊糖，不分離聚糖，再使用菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化菊糖合成功能性雙糖雙果糖酐III。該發(fā)明菊糖合成雙果糖酐III的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到40%～54%。為了獲得較為純的雙果糖酐III，用酵母除去反應(yīng)液中的小分子單糖，最終所獲得的較為純的雙果糖酐III容易分離純化，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。CN201410327029.0涉及一株產(chǎn)菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶的菌株，其分類命名為氯酚節(jié)桿菌（Arthrobacter chlorophenolicus）SK33.001，已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號(hào)為CCTCC NO：M 2013387。以此節(jié)桿菌為出發(fā)菌株，以菊糖為碳源，與氮源及無機(jī)鹽組成發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶。發(fā)酵培養(yǎng)基以菊糖，硝酸鈉為主要碳源和氮源，發(fā)酵后經(jīng)檢測(cè)，在發(fā)酵液中菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶酶活達(dá)2～100 U/mL。將菊糖果糖轉(zhuǎn)移酶添加到1%～30%的菊糖溶液中生產(chǎn)雙果糖酐III，轉(zhuǎn)化3～24 h，轉(zhuǎn)化率達(dá)到75%以上。CN201210040790.7公開了一種D-塔格糖3-差向異構(gòu)酶固定化方法，步驟是：1）預(yù)處理菌體獲得目的酶液；2）預(yù)處理離子交換樹脂；3）向處理好的大孔離子交換樹脂中加入D-塔格糖3-差向異構(gòu)酶液進(jìn)行吸附后，加入戊二醛溶液進(jìn)行交聯(lián)，用去離子水洗滌以除去游離酶和未交聯(lián)的戊二醛，即得到固定化的D-塔格糖3-差向異構(gòu)酶，固定化酶活回收率可達(dá)50%以上。CN201410314872.5公開了一種提高D-塔格糖-3-差向異構(gòu)酶儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的方法，其以一種類球紅細(xì)菌SK011為出發(fā)菌株，發(fā)酵產(chǎn)的D-塔格糖-3-差向異構(gòu)酶，離心、高壓破碎，再超濾濃縮后添加一定的穩(wěn)定劑。該穩(wěn)定劑包括以下組分：防腐劑0.1～0.5 g/dL、糖類2～6 g/dL、醇類2～6 g/mL、鹽類0.5～2.0 mmol/L，其中防腐劑為對(duì)羥基苯甲酸甲酯（Met），糖類為果糖，醇類為肌醇，鹽類為MgSO4。該發(fā)明的穩(wěn)定劑組分簡單，且對(duì)D-塔格糖-3-差向異構(gòu)酶的粗酶液保護(hù)效果較好，25℃下儲(chǔ)存15 d，可使酶液的酶活保留率由不加穩(wěn)定劑的2.2%提高到97.74%。

利用酶或微生物催化方法生物制備功能性糖，必須加強(qiáng)對(duì)催化劑本身、催化反應(yīng)過程、催化劑的表達(dá)等方面全面系統(tǒng)的研究，優(yōu)化改造其物質(zhì)轉(zhuǎn)化功能與轉(zhuǎn)化效率；同時(shí)加強(qiáng)反應(yīng)分離耦合技術(shù)、生物轉(zhuǎn)化過程調(diào)控技術(shù)、過程工程優(yōu)化放大等集成研究，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能與環(huán)保的轉(zhuǎn)化工藝放大，解決實(shí)驗(yàn)室成果產(chǎn)業(yè)化中的瓶頸問題。