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巨型鱿鱼因含章鱼碱(opines)产生的酸味影响其风味与食用价值。研究人员分离其章鱼碱脱氢酶(OpDHs),探究酶学特性及催化机制。发现 meso-ADH、β-ADH 和 SDH 特性相似,催化遵循特定机制。为除酸提供理论依据。
在海鲜的世界里,巨型鱿鱼(Dosidicus gigas)凭借其鲜美的味道和丰富的营养,成为众多消费者餐桌上的宠儿,也为水产养殖业带来了可观的经济效益。然而,这种美味的背后却隐藏着一个令人头疼的问题。当巨型鱿鱼离开海洋,在运输过程中,由于缺氧以及自身原本就带有的酸涩味道,其口感和品质会迅速下降。其中,一种名为章鱼碱(opines)的物质,被证实是导致这种酸涩味道的 “罪魁祸首”,它严重影响了巨型鱿鱼的风味和食用价值。为了攻克这一难题,提升巨型鱿鱼的品质,来自国内的研究人员开展了一项深入的研究。
他们将目光聚焦在章鱼碱脱氢酶(OpDHs)上,这种酶在海洋软体动物葡萄糖 - 章鱼碱途径的无氧代谢中起着关键作用。在海洋无脊椎动物中,已发现六种类型的 OpDHs,但对于它们在巨型鱿鱼中形成章鱼碱的酶学特性和机制,科学界还知之甚少。此次研究,正是为了填补这一空白,探索 OpDHs 的奥秘,找到去除巨型鱿鱼酸涩味的有效方法。研究成果发表在《Food Research International》上,为解决实际生产问题提供了重要的理论支撑。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。他们从巨型鱿鱼中提取并分离出 OpDHs,通过测定不同条件下酶的活性,研究 pH、温度、金属离子以及底物特异性对酶活性的影响。在研究反应动力学时,以 meso-ADH 作为代表酶,采用 Michaelis - Menten 模型处理初始速率数据,以此推断酶促反应的可能序列。
下面来看看具体的研究结果:
- 酶活性谱分析:研究人员检测了鱿鱼酶提取物中 OpDHs 的活性谱,发现 SDH(52.2 U/g)和 meso-ADH(48.0 U/g)的酶活性较高,β-ADH(31.8 U/g)次之,而 ODH 的活性仅为 0.3 U/g,TaDH 活性未检测到。基于此,ODH 和 TaDH 在后续研究中被忽略。
- 酶学特性研究:研究发现,SDH、meso-ADH 和 β-ADH 在催化形成酸性章鱼碱时表现出相似的酶学特性。在底物特异性方面,它们分别对 L-丙氨酸、β-丙氨酸和甘氨酸具有高度特异性。在底物浓度的影响上,当丙酮酸钠为 10 mmol/L、NADH 为 0.25 mmol/L、氨基酸为 100 mmol/L 时,催化效率达到最佳。此外,pH 和温度等因素也会对酶活性产生影响。
- 催化机制探究:通过对 OpDHs 动力学实验数据的分析,发现其数据与 Michaelis - Menten 动力学方程拟合良好,表明 OpDHs 催化的反应遵循平衡随机顺序机制。氨基酸、丙酮酸钠和 NADH 可以按照任意反应顺序与 OpDHs 结合,通过六种不同的途径形成四元酶 - 底物复合物。
综合研究结果,研究人员得出结论:除了可忽略不计的 ODH 和 TaDH 外,SDH 的催化活性明显强于 meso-ADH 和 β-ADH。但 SDH、meso-ADH 和 β-ADH 在催化形成酸性章鱼碱的过程中,展现出相似的酶学特性和催化机制。这一发现意义重大,为解释巨型鱿鱼中酸性章鱼碱的形成机制提供了有力证据,也为后续在实际生产中去除鱿鱼酸涩味提供了理论方向。例如,在鱿鱼加工和保鲜过程中,可依据这些机制开发针对性的技术手段,抑制章鱼碱的形成,从而提升鱿鱼的品质和市场竞争力。同时,该研究也为其他海洋软体动物相关研究提供了参考,有助于进一步探索海洋生物无氧代谢的奥秘。