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为解决传统微生物生物技术过程易污染、成本竞争力低的问题，研究人员开展嗜盐菌 Halomonas neptunia 对阿魏酸（FA）生物转化的研究。结果显示其能高效转化 FA 为香草酸（VA）等，意义在于提供低污染、可规模化的生产方法。
在生物转化领域，阿魏酸（Ferulic Acid，FA）作为一种天然的酚类物质，广泛存在于植物生物质中，它不仅自身具有抗氧化、抗菌等多种功效，可作为食品添加剂延长食品保质期，还能作为生产高附加值产品的重要前体。像是微生物将 FA 转化为香草醛及其衍生物香草酸（Vanillic Acid，VA）、香草醇和 4 - 乙烯基愈创木酚（4 - Vinylguaiacol，4VG），这些产物在食品、医药、化妆品以及材料化学等领域都有着重要应用 。比如 VA 能抑制氧化和炎症过程，对神经系统、肝脏和心血管系统有保护作用，在治疗阿尔茨海默病、肥胖症和糖尿病等方面有潜在价值；4VG 则对耐药性人类结肠癌细胞有抗癌活性，还能抑制人类乳腺癌细胞的表皮生长因子受体，同时因其风味特性在多个行业受到重视。
然而，传统微生物生物技术过程在利用中温微生物纯培养生产这些产物时，面临着严峻的挑战。由于其易受常见微生物群落的污染，维持无菌环境不仅成本高昂，还常常阻碍了连续或半连续培养的实施，使得该过程在成本竞争力上远低于化学合成法。在这样的背景下，研究人员急需寻找新的解决方案，以实现 FA 生物转化的高效、低成本和可持续发展。
为了突破这一困境，来自国外的研究人员展开了深入探索。他们聚焦于嗜盐菌 Halomonas neptunia，开展了其对 FA 生物转化能力的研究。该研究意义重大，若成功，有望开辟一条低污染、可规模化的高价值芳香化合物生产新路径。这项研究成果发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从捷克微生物保藏中心获取了包括 Halomonas neptunia CCM 7107 在内的多种嗜盐菌菌株。接着，通过筛选不同 Halomonas 菌株代谢 FA 的能力，确定了 Halomonas neptunia CCM 7107 的优势。然后，利用半自动化包封系统将该菌株细胞包封在基于海藻酸盐的水凝胶珠中，以此来提升细菌培养的效率和可重复使用性。
微生物及培养
研究人员从捷克微生物保藏中心购买了嗜盐菌菌株 H. halophila CCM 3662、H. organivorans CCM 7142T、H. elongata CCM 3756、H. neptunia CCM 7107 和 H. hydrothermalis CCM 7104。并分别对 H. halophila 和 H. elongata 进行了有氧培养，为后续实验提供菌种基础。
筛选选定嗜盐菌的生物转化潜力
对不同 Halomonas 菌株进行实验筛选，评估它们代谢 FA 的能力。结果发现，在所有测试菌株中，Halomonas neptunia CCM 7107 展现出最高的生物转化潜力，这为后续深入研究该菌株奠定了基础。
细胞包封对生物转化效率的影响
将 Halomonas neptunia CCM 7107 细胞包封在海藻酸盐基水凝胶珠中。研究发现，包封显著提高了 FA（初始浓度 500mg/L）的转化效率。在第一个 72 小时循环中，VA 浓度达到 370mg/L，转化率为 85.5mol%。在后续循环中，即使将初始 FA 浓度提高到 460mg/L，FA 仍几乎完全转化为 VA，这表明细菌培养物对 FA 的适应性具有积极影响。
利用粗制 FA 作为底物的可行性
研究人员尝试使用从麦麸中提取的粗制 FA 作为底物，结果表明无需大量纯化即可成功用于生物转化过程，这进一步增强了该过程的可持续性。
研究结论表明，Halomonas neptunia 是一种独特的嗜盐菌，能够在高盐条件下高效地将 FA 转化为有价值的芳香化合物，主要是 VA。其出色的耐盐性不仅通过降低污染风险增强了过程的稳健性，还为经济高效的非无菌生物加工开辟了道路。此外，细胞包封技术提升了转化效率和菌株的可重复使用性，粗制 FA 作为底物的成功应用也提升了整个过程的可持续性。
这项研究在生物技术领域意义非凡。它为工业规模的 FA 生物转化提供了一种极具前景的新途径，打破了传统微生物生物技术过程的局限。通过利用嗜盐菌 Halomonas neptunia，有望实现低成本、低污染且可规模化的高价值芳香化合物生产，为食品、医药、化妆品和材料化学等多个行业提供更优质、可持续的原料来源，推动相关产业的发展，也为后续研究极端微生物在生物转化中的应用提供了重要的参考范例。
