近日，中國熱科院香飲所在胡椒過氧化物酶（POD）的分離、純化及特性研究等方面取得新進展，首次從胡椒鮮果中成功分離獲得POD。研究發(fā)現(xiàn)，該酶對鄰苯三酚具有較高的底物親和力。此項研究為進一步解析POD的酶學性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)，以及探索其在生物技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

 

　　胡椒作為全球最重要的香料之一，被譽為“香料之王”。胡椒鮮果中富含多種酶類，其中多酚氧化酶（PPO）和POD不僅參與多種生理生化過程，對植物功能具有重要意義，同時也是導致胡椒鮮果褐變的關(guān)鍵因素之一。然而，食品熱加工雖然可以通過滅活酶類延長保質(zhì)期，卻會同時降低營養(yǎng)品質(zhì)，尤其是抗氧化劑的含量。因此，深入研究POD的熱失活動力學及熱力學性質(zhì)，不僅有助于理解其穩(wěn)定性，也對其在食品加工中的應(yīng)用潛力具有重要意義。本研究通過溶劑萃取、硫酸銨沉淀、透析、DEAE快流柱層析及凝膠過濾層析等方法，從胡椒鮮果中成功分離并純化出POD。隨后，研究團隊系統(tǒng)分析了POD在不同pH值和溫度條件下的活性，確定其最佳作用范圍，進一步測定了其對鄰苯三酚、兒茶酚和愈創(chuàng)木酚的Km和Vmax。這些結(jié)果揭示了POD對不同底物的親和力及催化效率，為闡明其在生物合成途徑中的功能提供了重要依據(jù)。此外，研究人員利用SWISS-MODEL同源建模方法構(gòu)建了POD的三維結(jié)構(gòu)，并通過SAVES方法對模型進行了評估。結(jié)合分子對接技術(shù)，探討了POD與鄰苯三酚、兒茶酚和愈創(chuàng)木酚等底物之間的相互作用機制。本研究成果為胡椒產(chǎn)品品質(zhì)提升及其高附加值產(chǎn)品開發(fā)提供了科學依據(jù)，為未來推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要支撐。

 

　　該研究成果以“Purification and characterization of a novel peroxidase from pepper （Piper nigrum L.）”為題發(fā)表于《LWT-Food Science and Technology》。中國熱科院香飲所吳桂蘋副研究員和研究生張超華為該論文共同第一作者，中國熱科院香飲所谷風林研究員、中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所吳海峰副研究員及揚州大學胡衛(wèi)成教授為該論文共同通訊作者。該研究依托海南省熱帶特色作物加工適宜性與質(zhì)量控制重點實驗室等平臺，獲海南省重點研發(fā)、國家重點研發(fā)計劃、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院國家熱帶農(nóng)業(yè)科學中心科技創(chuàng)新團隊以及中國醫(yī)學科學院醫(yī)學與健康科技創(chuàng)新工程等項目資助。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.117149