近日，該院油料所油料品質(zhì)化學(xué)與加工利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制出一種綠色、可控的光響應(yīng)界面酶催化體系，成功應(yīng)用于風(fēng)味酯、甾醇酯等功能脂質(zhì)的高效生物合成。相關(guān)成果以封面文章的形式發(fā)表在國(guó)際期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)可持續(xù)化學(xué)與工程》上。
丁酸乙酯、己酸己酯和辛酸乙酯等脂肪酸酯具有水果香、花香等宜人風(fēng)味，能夠顯著提升食品的感官品質(zhì)和風(fēng)味特征，在白酒、飲料及休閑食品中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)化學(xué)法制備需要強(qiáng)酸催化劑和高溫條件，副產(chǎn)物多、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重。酶法合成條件溫和，選擇性好、環(huán)境友好，代表了風(fēng)味酯等食品功能配料制備的發(fā)展方向。
據(jù)團(tuán)隊(duì)成員鄭明明研究員介紹，相比傳統(tǒng)有機(jī)溶劑體系，乳液界面酶催化體系具有接觸面積大、傳質(zhì)距離短、酶催化活性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在食品、藥品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但由于傳統(tǒng)乳液穩(wěn)定性強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)物與酶分離困難，催化劑難以回收利用，酶殘留引發(fā)產(chǎn)品污染。
研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)5年，攻克了載體設(shè)計(jì)難、酶活衰減快、破乳分離慢等多個(gè)難題，開發(fā)了“光開關(guān)”型敏智能響應(yīng)載體，通過紫外/可見光變化引發(fā)顆粒表面親疏水性轉(zhuǎn)變，創(chuàng)制出無有機(jī)溶劑、調(diào)控迅速、非侵入式響應(yīng)、安全可靠的乳液界面酶催化體系，在催化功能脂質(zhì)高效生物合成的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了乳化/破乳過程的智能控制。
鄭明明說，這一界面酶催化體系相比單相體系酶催化效率提升12.6倍，可重復(fù)使用20次以上，產(chǎn)率達(dá)到148.2g風(fēng)味酯/g催化劑，達(dá)到了工業(yè)化應(yīng)用的要求，打破了長(zhǎng)期依賴有機(jī)溶劑和均相酶催化體系的束縛，為功能脂質(zhì)生物合成提供了新途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)悉，該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室重大項(xiàng)目和中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
