記者21日從中國農業(yè)科學院獲悉,該院油料作物研究所聯(lián)合國內高校成功開發(fā)出高性能固定化磷脂酶,并構建高效的皮克林界面生物催化體系,使關鍵功能磷脂——磷脂酰絲氨酸(PS)的合成效率刷新世界紀錄。該研究成果日前發(fā)表在國際期刊《食品化學》上。
磷脂酰絲氨酸作為細胞膜的關鍵活性成分,是大腦必需的營養(yǎng)物質。研究已證實其對改善老年人阿爾茨海默病癥狀、修復大腦損傷、提升記憶力和改善情緒狀態(tài)具有重要作用。隨著營養(yǎng)補充劑、功能性食品及保健品市場的持續(xù)擴張,磷脂酰絲氨酸的需求量正迅速攀升。
論文共同通訊作者、中國農業(yè)科學院油料作物研究所助理研究員張羽飛介紹,目前磷脂酰絲氨酸的生產主要依賴直接提取與酶法合成兩種途徑。酶法合成因其原料源于天然磷脂、反應條件溫和且過程綠色可控,被視為更理想的選擇。然而,傳統(tǒng)酶法工藝中存在的游離酶穩(wěn)定性差、易失活的問題,制約了其產業(yè)化發(fā)展與應用。
針對這一瓶頸,研究團隊開展攻關,成功創(chuàng)制出活性高、專一性強的固定化磷脂酶,顯著提升了酶的穩(wěn)定性和可重復利用性;構建了獨特的皮克林界面生物催化體系,該體系巧妙地利用固體顆粒在油水界面形成穩(wěn)定界面膜,促進了酶與底物的高效接觸與反應。
“這一新的生物催化體系展現(xiàn)出卓越的性能。在短短20分鐘的反應時間內,即可實現(xiàn)93.8%的磷脂酰絲氨酸轉化率,而且每升反應溶劑中磷脂酰絲氨酸的含量可高達40克。該技術的催化效率被確認為目前國際文獻報道的最高水平。”論文共同通訊作者、中國農業(yè)科學院油料作物研究所研究員鄭明明表示,該突破性技術不僅解決了磷脂酰絲氨酸酶法合成產業(yè)化的障礙,顯著提升生產效率并降低成本,也為其他高附加值功能脂質的綠色生物制造提供了新技術思路和新工具。
(中國農業(yè)科學院油料作物研究所供圖)