近日，中國(guó)熱科院香飲所在胡椒過(guò)氧化物酶（POD）的分離、純化及特性研究等方面取得新進(jìn)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(duì)鄰苯三酚具有較高的底物親和力。此項(xiàng)研究為進(jìn)一步解析POD的酶學(xué)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

　　胡椒作為全球最重要的香料之一，被譽(yù)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(guò)程，對(duì)植物功能具有重要意義，同時(shí)也是導(dǎo)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(guò)滅活酶類延長(zhǎng)保質(zhì)期，卻會(huì)同時(shí)降低營(yíng)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(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)性質(zhì)，不僅有助于理解其穩(wěn)定性，也對(duì)其在食品加工中的應(yīng)用潛力具有重要意義。本研究通過(guò)溶劑萃取、硫酸銨沉淀、透析、DEAE快流柱層析及凝膠過(guò)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(tuán)隊(duì)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(jìn)一步測(cè)定了其對(duì)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(duì)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(guò)SAVES方法對(duì)模型進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)合分子對(duì)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(jī)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(xué)依據(jù)，為未來(lái)推動(dòng)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(guó)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(guó)熱科院香飲所谷風(fēng)林研究員、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所吳海峰副研究員及揚(yáng)州大學(xué)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)，獲海南省重點(diǎn)研發(fā)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。

 

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