综述:生物工程技术生产对香豆酸的当前进展

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Food Bioscience 4.8

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了对香豆酸(p-CA)的生物工程生产技术,对比传统化学合成与植物提取的局限性,重点阐述酶工程、代谢途径重构等绿色策略,强调其低成本、高效率及工业规模化潜力,为食品、医药领域提供可持续解决方案。

  

Abstract
对香豆酸(p-Coumaric acid, p-CA)作为植物合成的天然苯丙素类化合物,凭借其抗氧化、抗炎等生物活性,在食品、化妆品及医药领域应用广泛。传统依赖碱性水解或化学合成的方法存在高污染、高能耗缺陷,而生物工程技术(如代谢途径优化、宿主耐受性改造)正推动其绿色生产变革。

Introduction
p-CA不仅是木质素前体,更是抗癌、抗抑郁等功能性分子的核心骨架。例如,其纳米脂质体可延长食品保鲜期,通过调控corticosterone通路改善小鼠抑郁模型记忆损伤,或诱导肿瘤细胞凋亡(如结直肠癌、胃癌)。然而,传统工艺中γ-戊内酯预处理或啤酒废渣碱解法虽能获得高纯度p-CA,却面临环境成本高昂的瓶颈。

Bioengineering technologies for p-CA production
酶工程:定向进化酪氨酸解氨酶(TAL)可提升p-CA合成效率;代谢重构:在大肠杆菌中引入苯丙氨酸合成途径,结合ATP消耗优化,使产量提升3倍;宿主耐受性:通过CRISPR-Cas9敲除副产物积累基因,解决p-CA对微生物的毒性问题。

Techno-economic feasibility
生物法较化学法降低30%生产成本,且碳排放减少50%。人工智能辅助菌株设计将进一步缩短研发周期,但当前挑战在于规模化发酵的稳定性控制。

Conclusion
生物工程生产p-CA契合可持续发展需求,未来需融合自动化技术突破工业放大瓶颈,为功能性添加剂市场提供更环保的选择。

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