重组GadB酶在食品级结冷胶载体上的稳定化及其在富含γ-氨基丁酸植物基饮料生产中的应用

《Scientific Reports》：Unveiling the potential of two different lactococcal glutamate decarboxylase enzymes and their application for producing GABA-rich soy beverages

　　

摘要

γ-氨基丁酸（GABA）具有健康特性，因此受到食品工业在功能性食品开发方面的关注。我们此前的研究阐明了乳球菌 Lactococcus lactis INIA Z108 菌株的强大能力，以及从 Lactococcus cremoris MG1363 中异源表达 gadB 基因在其他菌株中高产GABA的能力。由于来自 Lactococcus cremoris MG1363 和 Lactococcus lactis INIA Z108 的 GadB 酶的生物化学性质仍未知，本研究描述了它们的表征、在食品级载体上的稳定化及其在富含GABA的植物基饮料生产中的应用。重组 GadB_MG1363 和 GadB_Z108 酶的纯化产量分别为每升培养液 18.12 和 20.53 毫克。两种酶表现出相似的架构和生物化学性质，在 pH 5.0 和 40 °C 下具有最佳活性，在高于 30 °C 的温度下热敏感性高，且催化效率相似。尽管通过 N-羟基琥珀酰亚胺基团激活的多点共价固定化在琼脂糖载体上大幅降低了两种 GadB 酶的催化活性，但通过食品级结冷胶包埋实现了它们的稳定化。所得衍生物保留了超过 70% 的谷氨酸脱羧酶活性，将热耐受性提高至 50 ℃，并增强了对金属离子和较高 pH 值的耐受性。由于这些衍生物的应用能够实现非发酵大豆饮料的生产，GABA 含量高达 9.27 mM，本研究展示了稳定化重组 GadB 酶在富含GABA的植物基饮料生产中的应用潜力。