全球糖消费量的增加与一系列健康问题有关，包括肥胖、代谢综合征、龋齿恶化以及慢性炎症性疾病（W?lnerhanssen & Meyer-Gerspach, 2019）。健康意识的提高增加了对天然、低血糖指数甜味剂的全球需求。虽然阿斯巴甜、三氯蔗糖和糖精是食品和制药行业中常用的代糖，但世界卫生组织的一份最新报告指出，这些人工甜味剂存在潜在的健康风险。长期摄入人工甜味剂会扰乱胰岛素调节和肠道微生物群，引发了人们对天然替代品的兴趣（Debras et al., 2022）。
糖醇是一类属于多元醇家族的天然化学甜味剂，通过氢化相应的还原糖制成，以其无热量的甜味而闻名。木糖醇是一种重要的多元醇，由于具有与蔗糖相似的甜度、较低的血糖指数（GI 7–13）和较低的热量（2.4卡/克）而受到关注（Ahuja et al., 2020）。然而，水果和蔬菜中的天然木糖醇含量极低，因此需要通过商业生产来获取（Ahuja et al., 2020; Ur-Rehman et al., 2013）。木糖醇广泛应用于食品、医药和口腔护理产品，尤其是在牙膏、口香糖、糖浆和糖果中。与其他代糖相比，木糖醇在代谢和生理方面具有明显优势，使其在全球范围内需求量巨大（>12万吨/年）（Murzin et al., 2017）。目前的工业木糖醇生产方法是通过催化氢化D-木糖实现的，但这种方法能耗高，需要昂贵的金属催化剂（Raney-Ni和Ni-Ru/C），并且净化过程复杂，导致经济和环境负担较大（Peng et al., 2012）。这些限制促使人们更加关注利用木质纤维素生物质进行微生物发酵。
随着对木糖醇需求的增加，研究人员正在积极探索可持续的生物工艺，以利用木质纤维素废弃物。微生物或酶法转化比化学方法更经济、更节能，能够将富含半纤维素的生物质转化为有价值的产品（Medina et al., 2018）。由于木聚糖占植物生物质的20–40%，其水解产生的木糖水解液是微生物生产木糖醇的理想底物。许多废弃物，如甘蔗渣、玉米芯、稻草和小麦秸秆，都已被用于木糖的回收和微生物木糖醇的生产，因为它们富含半纤维素（Pillai et al., 2024）。
全球每年约有3亿至3.5亿吨香蕉生物质在收获后被浪费（Alzate Acevedo et al., 2021）。去皮后的香蕉残渣占香蕉植物总重量的30%至35%（见表1），按干重计算约为700万至1000万吨。这些废弃物通常被直接丢弃，导致温室气体排放和环境污染（Peng et al., 2012）。尽管香蕉废弃物的综合利用已得到广泛研究，但由于半纤维素含量高，这种残渣在木糖醇生物生产中的应用尚未得到充分探索，这在循环经济应用中是一个关键缺口。因此，将这种残渣可持续地转化为木糖醇等高附加值产品既必要又紧迫。此外，只有将这些部分用于深加工，香蕉纤维提取才能在经济上变得可行。
微生物通过产生代谢木糖的酶或直接利用木糖作为碳源，将木质纤维素废弃物中的木糖转化为木糖醇。特别是酵母菌，其木糖醇产量通常高于细菌，尽管不同物种和菌株之间的效率存在差异（Trichez et al., 2019）。Candida属菌株，尤其是C. tropicalis，以其高产量而闻名，但工业生产过程主要依赖少数标准菌株（West, 2021）。扩大C. tropicalis菌株的筛选范围并探索其他具有木糖醇生产能力的酵母菌株对于提高生产效率至关重要。已有研究表明，Meyerozyma、Spathaspora、Scheffersomyces、Debaromyces和Kluyveromyces等属的酵母菌也是有效的木糖醇生产菌（Cadete et al., 2016; Carvalheiro et al., 2007; Venkateswar Rao et al., 2016; Zhang et al., 2021）。然而，发现新的高效菌株并对现有菌株进行系统比较对于满足特定底物需求和优化大规模木糖醇生产至关重要。
这些差距凸显了以下需求：(i) 评估香蕉去皮残渣作为木糖醇生产半纤维素原料的潜力；(ii) 识别具有增强木糖吸收和木糖醇生产能力的本土酵母菌株。我们假设去皮残渣中的高半纤维素含量可产生适合发酵的木糖丰富水解液，并且来自香蕉废弃物的本土酵母菌株在木糖醇转化效率上优于标准菌株。因此，本研究旨在探讨去皮残渣的水解过程，以获得富含木糖的底物，筛选并鉴定可用于木糖利用和木糖生产的本土酵母菌株，并验证生物合成木糖醇的结构组成，以评估其潜在价值。
