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微生物:发酵食品和饮料中褪黑素的生产者

   日期:2022-06-23     来源:食品放大镜    浏览:2880    评论:0    
核心提示:2020年4月29日,国际期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》最新刊登了西北农林科技大学葡萄酒学院刘旭、孙翔宇老师题为“Microorganisms: Producers of Melatonin in Fermented Foods and Beverages”的综述论文。刘旭、孙翔宇老师为共同通讯作者,Que Zhiluo和Ma Tingting为共同第一作者。
  
 2020年4月29日,国际期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》最新刊登了西北农林科技大学葡萄酒学院刘旭、孙翔宇老师题为“Microorganisms: Producers of Melatonin in Fermented Foods and Beverages”的综述论文。刘旭、孙翔宇老师为共同通讯作者,Que Zhiluo和Ma Tingting为共同第一作者。

褪黑素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺)是存在于从藻类到人类等众多生物中的一种吲哚胺激素。研究发现,酒中的酵母能够合成褪黑素,这使得人们可能可以从发酵食品和饮料中获得许多褪黑素。目前,研究报道海藻、原生动物、细菌和真菌中存在褪黑素。褪黑素参与植物、动物和微生物等物种的许多生物活性。由于其低分子量(232.38 Daltons)和特有的双亲性,褪黑素能够轻松渗透到细胞内发挥其抗氧化和清除氧自由基活性。最近研究发现,褪黑素在人体内具有多种健康益处,包括抗氧化、抗癌、抗衰老、抗肥胖、心血管疾病和阿尔茨海默病保护作用、维持骨骼健康、保护免于紫外线损伤、预防偏头痛、减轻肌萎缩侧索硬化以及长寿等。而随着年龄的增加,人体血液中的褪黑素水平下降,而这将增加患骨质疏松症、抑郁、代谢综合征、阿尔茨海默病等疾病的风险。幸运地是,研究揭示喝含有褪黑素的果汁或啤酒能够显著增加人体血液中褪黑素的水平。因此,当我们体内的褪黑素水平发生下降时,可以从食物或饮料中摄入褪黑素,从而改善人体整体健康,特别是缓解与年龄相关的疾病。

很多发酵食品和饮料中含有高水平的褪黑素,而微生物代谢在其中发挥非常重要作用。本论文总结了相关的现有文献知识并对未来的研究方向进行了讨论。研究证据揭示很多种微生物能够合成褪黑素,而发酵食品和饮料中褪黑素的确切浓度在pg/mL-ng/mL之间。不同种微生物、不同原料、不同培养环境、前体的存在与否、酒精浓度的高低以及不同的检测方法都可能引起褪黑素水平的显著不同。相对植物和动物褪黑素合成路径研究报道较多,至今关于微生物的褪黑素合成通路研究报道很少。因此,本论文陈述了微生物褪黑素生物合成路径。作者认为,探讨是否所有种类微生物都具有合成褪黑素的能力以及褪黑素在微生物中的生物学功能很重要。褪黑素在微生物中发挥着重要的作用,特别是在提高微生物对环境压力的耐受力上。商业化发酵食品和饮料中褪黑素的流失是一个非常普遍的现象,而如何解决这个问题需要我们进一步去探究。

附:图表

表1:发酵食品和饮料中褪黑素及其异构体浓度

 

 

表2:合成褪黑素的微生物

 

图1:褪黑素及其异构体结构

 

 

图2:影响微生物中褪黑素含量的因素

 

图3:微生物中潜在的褪黑素生物合成通路

 

 

图4:褪黑素在人体内的健康益处

 

 

图5:微生物细胞器中潜在的褪黑素生物合成通路。A:细菌中潜在的生物合成通路;B:酵母中潜在的生物合成通路。TDC, T5H, SNAT, HIOMT,and AADC are enzymes. L-Trp is L-tryptophan; 5-OH-Trp is 5-hydroxytryptophan; Ser is serotonin; NAS is N-acetyserotonin; 5MT is 5 methoxytryptam
 
     
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