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产阿魏酸酯酶菌株的筛选与产酶条件优化

2021-07-05段晓莉江波张涛

食品与发酵工业 2021年12期

段晓莉,江波,张涛

(江南大学,食品科学与技术国家重点实验室,江苏 无锡,214122)

阿魏酸(ferulic acid,FA)广泛存在于植物细胞壁,与多糖、木质素间以醚键或酯键形成网状结构[1],以增强细胞机械强度与完整性,同时降低生物分解率[2]。FA是公认安全的抗氧化剂,在欧洲国家已被列入食品添加剂。此外,研究表明,FA具有紫外吸收、抗菌消炎、防癌降脂等生物活性,在医药、化妆、造纸等领域有广泛应用前景[3]。目前,生产阿魏酸方法有植物提取法、化学合成法和生物酶法。植物提取法通过酸碱水解的方式破坏植物内其他高价值化学成分,同时副产物增多,产物分离困难,因此能耗大,污染环境。化学合成法通过有机反应合成FA,但反应时间长,环境污染严重。相比而言,生物酶法则具有反应条件温和,专一性高,产物得率高,对环境友好等优点[4],这些优点使生物酶法成为生产FA的研究热点。

阿魏酸酯酶(feruloyl esterase,FAE,E.C.3.1.1.73),属于羧酸酯酶亚类,可催化水解阿魏酸与多糖、纤维素、木质素间的酯键或醚键,生成阿魏酸[5]。此外,在三元有机溶剂体系中,阿魏酸酯酶还可通过酯交换反应生产阿魏酰寡糖或羟基肉桂酸酯等衍生物[6]。FAE广泛分布于植物和微生物中,目前产FAE微生物主要有曲霉属[7]、青霉属[8]等丝状真菌,放线菌[9]、乳酸菌[10]、芽孢杆菌[11]等细菌。不同来源FAE其酶学性质、序列同源性、空间结构有较大差异,目前对黑曲霉来源的FAE研究较深入。尽管真菌产阿魏酸酯酶能力强,但真菌来源的FAE分离困难,发酵酶活力低,耐热性差等缺点导致其难以规模化生产[12],因此发掘更多细菌来源、酶活力高的阿魏酸酯酶成为亟需解决的问题并获得国内外学者广泛关注。……

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