科技日报记者 赵汉斌
玉米黄素(zeaxanthin)是光合生物的主要色素,具有庇护细胞免受高光毁伤的感化。它也是视网膜黄斑主要色素,具有庇护眼睛、保护视觉和认知等功能。
科技日报记者近日从中科院昆明植物研究所领会到,该所黄俊潮研究员带领的研究团队,在操纵产业微生物出产玉米黄素的研究方面获得了主要进展。
自然玉米黄夙来源窘蹙
玉米黄素是β-胡萝卜素的衍生物,呈脂溶性粉末状或油状,存在于绿色蔬菜、玉米种子、枸杞和酸浆果实等植物组织和一些微生物中。它不克不及由人和动物本身合成,必需从食品中摄取。但人体天天需摄取数毫克的玉米黄素,平常饮食只能取得微克程度,年夜大都人是以缺少玉米黄素。相对叶黄素、β-胡萝卜素等其他类胡萝卜素,玉米黄素的天然资本加倍窘蹙,是以挖掘玉米黄素新资本具有实际意义。
年夜量研究表白,玉米黄素具有抗氧化、预防黄斑阑珊、医治白内障、预防血汗管疾病、加强机体免疫力、减缓动脉粥样硬化等健康功能。跟着生齿老龄化激发的相干疾病增多,玉米黄素作为炊事弥补剂,可在医药和功能食物范畴阐扬主要感化。在食物产业中,玉米黄素作为自然食用色素,正在逐步代替柠檬黄、日落黄等合成色素。
有看实现产量翻番的方针
黄俊潮研究员向记者先容,此前,他们团队聚焦于虾青素的生物合成研究,研究对象触及到藻类、细菌和高档植物,并获得一系列研究进展,为后来展开天然资本稀缺的玉米黄素和念珠藻黄素等其他类胡萝卜素的生物合成奠基了杰出根本。“迄今,对玉米黄素和念珠藻黄素资本的挖掘和它们的功能研究相对较少。”
鞘氨醇单胞菌普遍散布于各类情况中,是遍及以为平安的菌株,这类菌大都能合成分歧的类胡萝卜素,如β-胡萝卜素、玉米黄素、念珠藻黄素等,已用于产业化出产多用处的胞外多糖。
经由过程比力功能基因组学阐发和代谢工程革新,团队成功取得一株新的、能合成和堆集玉米黄素的鞘氨醇单胞菌DIZ工程菌株。随后,颠末优化培养,他们欣喜地发现,在发酵罐吃住4天后,这类“菌宝宝”居然可获得每升培育物含479毫克的玉米黄素,和22克胞外多糖。这也是业界初次对鞘氨醇单胞菌实现遗传操纵,取得高产玉米黄素的平安工程菌株。
“经由过程进一步的改进,有看实现玉米黄素产量翻番的方针,从而解决今朝玉米黄素求过于供、价钱高档题目。”黄俊潮告知记者。这项研究成果已颁发在国际期刊《农业与食物化学杂志》上。
微生物方式将成财产主流标的目的
按照国表里媒体的报导,今朝,在玉米卵白粉中提取玉米黄素已有成熟的工艺。但黄俊潮研究员先容,固然从玉米提取玉米黄素的手艺成熟,但其产量低、本钱高,只能作为玉米加产业的副产物对待。经由过程代谢工程革新的微生物——鞘氨醇单胞菌DIZ菌株,玉米黄素产量远高于用玉米提取的产量。且微生物具有发展周期短、生物量高和年夜范围发酵培育等上风,操纵微生物出产天然资本稀缺的玉米黄素,将是财产的主流标的目的。
合成生物学凡是以年夜肠杆菌和酿酒酵母为研究对象,研究功效的转化很年夜水平上还得依靠于出产工艺成熟的产业微生物,特别是那些食物平安级微生物。操纵这些微生物“伴侣”,可以低本钱出产药物或食品所需的强抗氧化功能类胡萝卜素和多不饱和脂肪酸。“团队将来将聚焦挖掘能高产这些功能份子的微生物质源和植物新品种。”黄俊潮说。
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