玉米黄素(zeaxanthin)是光合生物的重要色素,具有保护细胞免受高光损害的效果。它也是视网膜黄斑重要色素,具有保护眼睛、保护视觉和认知等功用。
记者近来从中科院昆明植物研讨所了解到,该所黄俊潮研讨员带领的研讨团队,在使用工业微生物出产玉米黄素的研讨方面取得了重要发展。
玉米黄素是-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安排和一些微生物中。它不能由人和动物本身组成,有必要从食物中吸取。但人体每天需吸取数毫克的玉米黄素,日常饮食只能取得微克水平,大大都人因而缺少玉米黄素。相对于叶黄素、-胡萝卜素等其他类胡萝卜素,玉米黄素的自然资源愈加匮乏,因而开掘玉米黄素新资源具有现实意义。
很多研讨标明,玉米黄素具有抗氧化、防备黄斑阑珊、医治白内障、防备心血管疾病、增强机体免疫力、减缓动脉粥样硬化等健康成效。跟着人口老龄化引发的相关疾病增多,玉米黄素作为膳食弥补剂,可在医药和功用食物范畴发挥及其重要的效果。在食物制造业中,玉米黄素作为天然食用色素,正在逐步替代柠檬黄、日落黄等组成色素。
黄俊潮研讨员向记者介绍,此前,他们团队聚集于虾青素的生物组成研讨,研讨方针涉及到藻类、细菌和高级植物,并取得一系列研讨发展,为后来展开自然资源稀缺的玉米黄素和念珠藻黄素等其他类胡萝卜素的生物组成奠定了良好基础。“迄今,对玉米黄素和念珠藻黄素资源的开掘以及它们的功用研讨相对较少。”
鞘氨醇单胞菌广泛散布于各式各样的环境中,是共同以为安全的菌株,这类菌大都能组成不同的类胡萝卜素,如-胡萝卜素、玉米黄素、念珠藻黄素等,已用于工业化出产多用途的胞外多糖。
经过比较功用基因组学剖析和代谢工程改造,团队成功取得一株新的、能组成和堆集玉米黄素的鞘氨醇单胞菌DIZ工程菌株。随后,经过优化培育,他们惊喜地发现,在发酵罐吃住4天后,这种“菌宝宝”居然可得到每升培育物含479毫克的玉米黄素,以及22克胞外多糖。这也是业界初次对鞘氨醇单胞菌完成遗传操作,取得高产玉米黄素的安全工程菌株。
“经过进一步的改进,有望完成玉米黄素产值翻番的方针,然后处理现在玉米黄素求过于供、价格高级问题。”黄俊潮和记者说。这项研讨结果已宣布在世界期刊《农业与食物化学杂志》上。
依据国内外媒体的报导,现在,在玉米蛋白粉中提取玉米黄素已有老练的工艺。但黄俊潮研讨员介绍,尽管从玉米提取玉米黄素的技能老练,但其产值低、本钱高,只能作为玉米加工业的副产品看待。经过代谢工程改造的微生物鞘氨醇单胞菌DIZ菌株,玉米黄素产值远高于用玉米提取的产值。且微生物具有成长周期短、生物量高以及大规模发酵培育等优势,使用微生物出产自然资源稀缺的玉米黄素,将是工业的干流方向。
组成生物学通常以大肠杆菌和酿酒酵母为研讨方针,研讨成果的转化很大程度上还得依赖于出产的根本工艺老练的工业微生物,尤其是那些食物安全级微生物。使用这些微生物“朋友”,能够低本钱出产药物或食物所需的强抗氧化功用类胡萝卜素和多不饱满脂肪酸。“团队未来将聚集开掘能高产这些功用分子的微生物资源和植物新品种。”黄俊潮说。