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转让食品级漆酶的制备技术

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最后更新: 2023-06-04 12:30
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项目概况

漆酶又名蓝色多铜氧化酶,能催化单酚、多酚、苯胺、多环芳香烃甚至无机物等超过200种化合物,因而有广泛应用。因此对高活力、低成本的漆酶菌种及其制剂制备技术的需求日益迫切,然而,细菌漆酶的氧化还原电势低,真菌漆酶的异源表达水平低,国内外关于漆酶分子改造和规模化高效制备方面的研究仍在攻关阶段,尚未取得令人满意的效果。

本成果选育了一株未经基因改造的漆酶高产菌(冬生多孔菌Polyporus brumalis),建立了漆酶的高强度发酵工艺及漆酶的实验室纯化工艺,获得了工业级及高纯度的漆酶样品。

 

市场前景

在绿色合成领域,漆酶可催化合成传统化学方法难以制备的新型药物、中间体、保健品和香料(如:茶黄素、聚芸香苷、香柏酮、聚儿茶素、聚羟基酪醇、聚芦丁、白桦脂酸、葡萄素(viniferin,白黎芦醇的二聚体)、联萘酚(又名1,1’-联-2-萘酚、β,β’-联萘酚)等联萘类化合物、2-(6’-甲基-2’-萘基)烯丙醇、醛亚胺、(3S,5R)-3,8-二甲基-5-(丙-1-烯-2-基)-八氢甘菊环-1-醇类香料等等)。在饲料领域,可以去除玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素、芥子碱、棉酚和某些激素。在食品领域,漆酶不仅可以去除果汁、葡萄酒中多酚物质以及沙拉、蛋黄酱中溶解氧,还能提高面筋及牛奶蛋白的交联度,以改善焙烤食品和奶制品的品质及风味,改善食品的质构。在造纸领域,漆酶能漂白纸浆,取代传统严重污染环境的氯化物漂白工艺。在纺织领域,漆酶既能用于废水脱色还可进行布料漂白。此外,漆酶在废水处理、土壤修复、生物电池、木材的无甲醛粘接以及有机污染物处理等领域均展现了重要的应用价值。

随着漆酶应用的开发及漆酶制剂成本的降低,漆酶的市场将大幅度增长。

 

技术特点

为了保证漆酶产品的食品安全性,避免菌种的转基因风险,采用可以食用的天然菌种和可食用的培养基成分。发酵水平高,摇瓶发酵水平超过970 U/mL,70 L发酵罐的发酵水平超过870 U/mL(ABTS法,以每分钟氧化1 μmol  ABTS所需要的酶量为一个酶活单位)。有关酶活参数见下表。

以ABTS为底物时,该漆酶的比酶活超过1300 U/mg,Km为0.2 mmol/L,Vmax为103 mmol/(L·min)。在30℃、45℃、55℃和60℃,该漆酶的半衰期分别为725 h、198 h、48 h和4.4 h;当pH为4、5、6、7时,该漆酶的半衰期分别为5.5 h、23 h、85 h和238 h。

不同底物测定的漆酶发酵水平及其最适温度、最适pH

底物/方法

漆酶酶活(U/mL)

最适温度(℃)

最适pH

摇瓶

70 L发酵罐

ABTS法

972.0

872.0

55

3

愈创木酚法

53.6

48.1

55

5

邻联甲苯胺法

93960.0

84293.3

55

5

DMP法

133.0

119.3

55

4

丁香醛连氮法

14.6

13.1

55

6

邻苯二酚法

42.3

37.9

55

5

对苯二胺法

276.0

247.6

55

4

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