加工所在桑葚果酒组胺调控研究方面取得新进展
近日,加工所果蔬加工创新团队在国际期刊Journal of Food Composition and Analysis(中科院二区TOP,IF5years=4.1)和Journal of Agricultural and Food Chemistry(中科院一区TOP,IF5years=6.0)发表了题为“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”的研究性论文,加工所为论文第一完成单位,加工所联培研究生罗文珊和陈晓维助理研究员为论文第一作者,徐玉娟研究员、程丽娜副研究员和李璐副研究员为论文通讯作者。
桑葚果酒饮用后易出现“上头”问题是制约其规模化销售的重要因素,而组胺是导致果酒出现“上头”问题的关键因素之一。为了探究引起桑葚果酒“上头”问题的原因,研究团队对28款市售桑葚果酒的生物胺组成进行了解析,研究结果表明所有的桑葚果酒中均检测出组胺,且组胺的含量超过了建议的限量标准(10 mg/L)。为了控制桑果酒的组胺含量,研究团队筛选出两株具有较高组胺降解能力的苹果酸乳酸发酵(MLF)剂,分别是昆式乳杆菌W96和植物乳杆菌W155。其中植物乳杆菌W155能够将桑葚果酒的组胺含量控制在10 mg/L以内,且其对桑葚果酒的活性物质无负面影响,可作为高品质桑葚果酒的发酵剂。
然而,使用植物乳杆菌W155作为桑葚果酒MLF的发酵剂时,发酵周期较长。基于此,研究团队表达了植物乳杆菌W155中具有组胺降解能力的3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和多铜氧化酶(MCO),通过酶法来控制桑葚果酒中的组胺。研究发现GAPDH和MCO对桑葚果酒的组胺均有一定的降解能力,且其对桑葚果酒的活性物质无负面影响,但GAPDH和MCO对桑葚果酒组胺的降解能力有待提高。因此,通过同源建模、分子对接和定点突变等方法,确定了GAPDH和MCO降解组胺的关键作用位点,对关键作用位点进行初步改造后,其降解组胺的能力大幅提高,为高活性桑葚果酒组胺降解酶的设计提供靶点。
研究得到了国家自然科学基金项目(32202113),现代农业产业技术体系建设专项(CARS-18-ZJ0506),广州市科技计划项目(2024A04J7779)和篮球博彩人才培养项目(2023PY-QY010)的资助。
原文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157524003685
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.4c06615