加工所在桑葚果酒組胺調控研究方麵取得新進展
近日,加工所果蔬加工創新團隊在國際期刊Journal of Food Composition and Analysis(中科院二區TOP,IF5years=4.1)和Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院一區TOP,IF5years=6.0)發表了題為“Evaluation of the biogenic amine composition of commercial mulberry fruit wines and improving its safety and quality by selected strain”和“Identification of enzymes and their key action sites for histamine degradation in mulberry fruit wine by Lactiplantibacillus plantarum”的研究性論文,加工所為論文第一完成單位,加工所聯培研究生羅文珊和陳曉維助理研究員為論文第一作者,徐玉娟研究員、程麗娜副研究員和李璐副研究員為論文通訊作者。
桑葚果酒飲用後易出現“上頭”問題是製約其規模化銷售的重要因素,而組胺是導致果酒出現“上頭”問題的關鍵因素之一。為了探究引起桑葚果酒“上頭”問題的原因,研究團隊對28款市售桑葚果酒的生物胺組成進行了解析,研究結果表明所有的桑葚果酒中均檢測出組胺,且組胺的含量超過了建議的限量標準(10 mg/L)。為了控製桑果酒的組胺含量,研究團隊篩選出兩株具有較高組胺降解能力的蘋果酸乳酸發酵(MLF)劑,分別是昆式乳杆菌W96和植物乳杆菌W155。其中植物乳杆菌W155能夠將桑葚果酒的組胺含量控製在10 mg/L以內,且其對桑葚果酒的活性物質無負麵影響,可作為高品質桑葚果酒的發酵劑。
然而,使用植物乳杆菌W155作為桑葚果酒MLF的發酵劑時,發酵周期較長。基於此,研究團隊表達了植物乳杆菌W155中具有組胺降解能力的3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)和多銅氧化酶(MCO),通過酶法來控製桑葚果酒中的組胺。研究發現GAPDH和MCO對桑葚果酒的組胺均有一定的降解能力,且其對桑葚果酒的活性物質無負麵影響,但GAPDH和MCO對桑葚果酒組胺的降解能力有待提高。因此,通過同源建模、分子對接和定點突變等方法,確定了GAPDH和MCO降解組胺的關鍵作用位點,對關鍵作用位點進行初步改造後,其降解組胺的能力大幅提高,為高活性桑葚果酒組胺降解酶的設計提供靶點。
研究得到了國家自然科學基金項目(32202113),現代農業產業技術體係建設專項(CARS-18-ZJ0506),廣州市科技計劃項目(2024A04J7779)和必威betways 人才培養項目(2023PY-QY010)的資助。
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157524003685