人体乳多糖-Human milk oligosaccharides (HMOs) 对婴儿的免疫系统构建非常关键（图1），因此需要在婴幼儿奶粉中添加HMOs以达到母乳喂养的效果。

图1 人体乳多糖对婴儿可能的影响（图片取自Glycobiology. Sep 2012; 22(9):1147–1162）

    人体乳多糖的合成可通过化学法和生物酶法。很明显生物酶合成法更让消费者接受，由于酶的成本较高，因此寻找便宜的原料和对酶的循环使用是降低成本的关键。本研究采用乳制品的副产品--酪蛋白糖巨肽(CGMP)和乳糖为原料，利用自主研发的唾液酸酶将酪蛋白糖巨肽上的唾液酸(Sialic acid)转移至乳糖分子，合成唾液酸乳糖（3-'Sialyllactose,一种重要的人体乳多糖）。由于产物易水解，因此需要高浓度的乳糖底物以抑制产物水解，在反应结束后需要对产物进行纯化。采用超滤-纳滤多级分离可以实现酶循环、产物纯化、底物循环等等（图2）。

图2 唾液酸乳糖的生产和分离纯化路线图

     酪蛋白糖巨肽是一种小分子蛋白，极易对膜产生污染，因此需要研究酶膜反应器中的污染控制策略。酶作为温度、pH、剪切力敏感的生物分子，需要采用温和的污染控制策略来抑制酶膜反应器中的膜污染。本研究通过选择合适的超滤膜（适中的膜孔经和膜材料）以避免孔堵和吸附污染，通过研究threshold flux操作以最小化可逆污染，进一步阐述了临界通量的机理和分类 （下表）。

文章下载地址：

1、Optimizing the biocatalytic productivity of an engineered sialidase from Trypanosoma rangeli for 3′-sialyllactose production, Enzyme and Microbial Technology 55 (2014) 85-93

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014102291300255X

2、An integrated membrane system for the biocatalytic production of 3′-sialyllactose from dairy by-products, Bioresource Technology 166 (2014) 9-16

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852414006622

2、Filtration behavior of casein glycomacropeptide (CGMP) in an enzymatic membrane reactor:  fouling control by membrane selection and threshold flux operation, Journal of Membrane Science 469 (2014) 127-139

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037673881400475X

自评：

     HMO项目是我所在实验室与杜邦、爱氏晨曦合作的一个大项目，这些文章能发表主要还是由于此项目提供了新的料液体系和酶液，并且利用这个新的料液对threshold flux进一步深入和系统的思考和整理，可以说在膜过程本身的创新是很小的。第三篇论文能在JMS上发表也主要这是对酶膜反应器的膜污染控制研究，具有一定的代表性，并且这方面的研究很少。几乎所有的实验工作都是由我指导的硕士完成。