南瓜戊糖是存在于南瓜中的一类珍贵单糖,南瓜中六碳糖和多糖含量较高,利用生物技术可将其转化为低能量的戊糖,戊糖在人体内代谢不需要胰岛素参与,开发适于糖尿病、肥胖人群功能食品和药品,对南瓜采后增值具有重要意义。在从1635株芽孢杆菌中筛选出了转化葡萄糖为戊糖优良菌株J503和B106的研究基础上,本研究以六碳糖为对象,利用枯草芽孢杆菌J503和B106进行生物转化,采用HPLC, E-Nose和GC-MS等技术检测戊糖含量和类型。通过蛋白质组学方法,采用液相-质谱分析关键蛋白,做蛋白质同源分析。推断六碳糖转化为戊糖的关键酶蛋白及体内代谢途径,为南瓜功能开发提供科学依据。主要结果和结论如下：(1)通过高效液相色谱(HPLC)方法定量检测戊糖(木糖和阿拉伯糖),确定葡萄糖和甘露糖能转化生成戊糖(木糖和阿拉伯糖)。选择菌株J503转化葡萄糖为戊糖生成量进行发酵条件筛选,应用中心响应面法优化出枯草芽孢杆菌J503发酵葡萄糖生成戊糖的发酵条件：发酵温度37℃,发酵时间36h,底物葡萄糖浓度3.36%,pH7。在此工艺条件下,菌株J503发酵葡萄糖,得到戊糖为2.26±0.03mg/mL,非常接近方程预测值2.28mg/mL。(2)经固相微萃取技术(SPME)富集、气相色谱-嗅辨-质谱(GC-O-MS)分析,木糖及J503和B106发酵六碳糖样品和亮氨酸(L-leu)反应形成主要挥发性成分为丙酮、2-甲基呋喃、3-甲基正丁醛、3-甲基丁酸、5-甲基己酮、6-甲基-2-庚酮、4-甲基戊酸、2-异戊基-6-甲基吡嗪和丁羟甲苯9种物质。阿拉伯糖及发酵样品和甘氨酸(Gly)反应形成主要挥发性成分为丙酮醛、糠醛、苯甲醛、1,5-二氮杂二环-5-酮、壬醛、2,4-叔丁基苯酚、邻苯二甲酸异丁辛酯和邻苯二甲酸二丁酯8种物质。根据主要香气成分含量得出,J503和B106发酵葡萄糖比甘露糖生成戊糖含量高,六组样品生成戊糖大小排序为：(J503+葡萄糖)>(J503+甘露糖)>(B106+葡萄糖)>(B106+甘露糖)>(J503+B106+葡萄糖)>(J503+B106+甘露糖)。(3)戊糖比六碳糖更易发生美拉德反应,木糖比阿拉伯糖较易发生美拉德反应,葡萄糖比甘露糖较易发生美拉德反应,氨基酸显色反应强弱顺序为Leu> Gly> Cys> Asp。处理组色差反应产物的颜色均比对照颜色浅,综合色差深浅结果为J503+B106混合发酵葡萄糖和甘露糖>J503发酵葡萄糖和甘露糖>B106发酵葡萄糖和甘露糖。(4)电子鼻能区分开不同戊糖和四种氨基酸(半胱氨酸、甘氨酸、亮氨酸和天冬氨酸)发生美拉德反应产生的挥发性成分,同时也能区分两株枯草芽孢杆菌(J503和B106)不同组合发酵葡萄糖,甘露糖和南瓜汁,所有样品两个主成分的累计贡献率在78%-85%之间,均能有效反应样品有效感应值。PCA降维区分效果和顶空固相微萃取气质分析挥发性成分结果相似。(5)J503菌株发酵葡萄糖提取蛋白质种类和含量最高,多数蛋白分子量主要分布在43KD以下,分子量在26KD的蛋白质含量最高,使用液相-质谱方法鉴定出菌株J503发酵葡萄糖转化为戊糖过程490种蛋白质。经数据库(NCBI/BLAST)匹配推断7种可能参与菌株J503转化六碳糖为五碳糖的蛋白。关键蛋白①戊烯加双氧酶,关键蛋白②X1yB,关键蛋白③内源木聚糖酶endo-xylanase,关键蛋白④糖差向异构酶,关键蛋白⑤阿拉伯半乳聚糖内源半乳糖苷酶,关键蛋白⑥木聚糖酶xynC,关键蛋白⑦PenP。推测出菌株J503转化六碳糖为戊糖的代谢机理图。