L-天冬酰胺酶优化应用降低甘薯丙烯酰胺：巴西特色品种的酶学特性与减毒机制研究

本研究针对油炸甘薯中致癌物丙烯酰胺(ACR)的防控难题，通过系统表征L-天冬酰胺酶的pH/温度稳定性及动力学参数，在Beauregard等巴西特色品种中实现最高85%的ACR减量，且不影响油炸色泽，为热带作物食品安全控制提供新策略。

　　

油炸甘薯的诱人色泽和风味背后潜藏着健康隐患——高温加工过程中产生的丙烯酰胺(ACR)被国际癌症研究机构(IARC)列为2A类致癌物。随着巴西等热带国家甘薯消费量激增，如何平衡美味与安全成为食品科学领域的重要课题。传统浸泡法虽能降低ACR但会牺牲感官品质，而源自微生物的L-天冬酰胺酶通过特异性水解ACR前体天冬酰胺，展现出独特优势。然而，针对热带特色甘薯品种的酶处理方案仍存在研究空白。

针对这一挑战，巴西南里奥格兰德联邦大学食品科技研究所生物催化与酶技术实验室的研究团队在《LWT》发表重要成果。研究人员选取巴西市场主流的三个甘薯品种（橙肉Beauregard、白肉Cuia和紫皮Rubissol），系统考察商业L-天冬酰胺酶(Acrylaway? G)的催化特性，并建立优化的预处理工艺。通过测定酶动力学参数（K_M=195 mM，V_max=110.55 U/mg）、热稳定性（45°C保持1小时活性）和pH适应性（最适pH 7-8.5），结合QuEChERS前处理与UPLC-MS/MS检测技术，首次阐明了该酶在热带甘薯体系中的减毒规律。

关键实验方法

研究采用标准化的甘薯条(6×0.8×0.8 cm)模型，通过测定水分活度(a_w)、还原糖和天冬酰胺含量明确原料特性；采用Nessler比色法测定酶活，Bradford法测蛋白浓度；通过不同浓度酶液(50-1500 U/mL)预处理后180°C油炸5分钟，结合色差仪分析ΔE值，综合评价减毒效果与感官影响。

主要研究结果

3.1节揭示该酶在pH 7-8.5保持高活性，45°C下1小时稳定性达100%，为工艺设计提供依据。3.4节显示甜薯还原糖含量(2.09-2.80 g/100g)显著高于传统土豆(0.69 g/100g)，但天冬酰胺含量较低，暗示其ACR形成机制差异。3.5节证实1500 U/mL酶处理1小时可使Beauregard的天冬酰胺降低78%，对应ACR减量85%（从102.15降至14.59 ng/g）。3.7节的色差分析(L, a, b*)表明酶处理未改变油炸产品外观，ΔE<2.8的微小变化远低于视觉识别阈值。

结论与意义

该研究创新性地证明L-天冬酰胺酶对高糖低天冬酰胺型热带甘薯同样有效，突破传统认知。特别值得注意的是，橙肉品种Beauregard虽初始天冬酰胺含量最高(173 mg/100g)，但经酶处理后ACR降幅最显著，这与其较高的底物饱和程度相关。研究建立的"酶浓度-时间-温度"优化模型，可直接应用于餐饮业和食品加工业，仅需1小时浸泡即可实现安全与品质的双赢。未来研究可进一步探索酶固定化技术以降低成本，并开展消费者接受度调查。这项成果为热带地区特色农产品的安全生产提供了可推广的技术范式。