褐藻膠裂解酶的創制及應用

現代海洋

課題組前期從海洋淤泥中篩選出一株V. natriegens SK42.001生長迅速，該菌株攜帶天然質粒并且能夠表達外源基因，具有作為新型模式生物的開發價值和應用潛力。同時，該菌株含有編碼褐藻膠裂解酶的基因、編碼寡褐藻膠裂解酶的基因，還可用于生產制備褐藻寡糖相關產品。

課題組構建了分泌表達褐藻膠裂解酶的大腸，以大腸桿菌為宿主表達來源于需鈉弧菌褐藻膠裂解酶，所得重組大腸桿菌在常規LB培養基中即可生產分泌胞外褐藻膠裂解酶，無需添加誘導底物海藻酸鈉，并且簡化蛋白下游加工工藝，具有較大的工業化應用潛力。

課題組解析了編碼褐藻膠裂解酶的基因，該褐藻膠裂解酶降解活性高，酶活達65U/mg；性質穩定，于4℃儲存18個月后酶活仍保持初始酶活的98%以上；具有很高的產物特異性，可特異性生產褐藻寡糖三糖。該酶具有重要的工業應用價值和科學研究價值。

潛在應用領域：

（1）褐藻寡糖的產業化開發：優化工藝，提高褐藻膠裂解酶酶活，降低生產成本；研究褐藻膠裂解酶的降解機理，開發一系列鏈長和單糖組成可控的褐藻寡糖；

（2）褐藻組分的高效制備：通過褐藻膠裂解酶對褐藻進行前處理，降低體系粘度，開發褐藻組分（蛋白質、色素、微量元素、褐藻寡糖）的高效分離技術，用作不同的食品添加劑；

（3）褐藻基食品添加劑的高效制備：研發褐藻基褐藻基裂解酶水解物作為不同功能的食品添加劑（咸味、鮮味、增稠等）；

（4）褐藻組分的應用研究：開展褐藻蛋白、褐藻色素在人造肉中的應用研究。

我國目前是世界上人工養殖海帶產業規模最大的國家，雖然年產量占到了世界年總產量的90%以上，但年銷售額僅與日本相當。主要原因是由于缺乏深度綜合精深開發利用關鍵技術的支撐，使產品結構單一、附加值低，最終導致企業盈利能力差，嚴重挫傷了養殖業戶的積極性，難以適應經濟和社會發展的需要。而將褐藻膠裂解酶應用于大宗低值藻類的加工處理，通過建立清潔低耗、高效高值的海帶加工生產新技術體系，有助于加快縮短與發達國家在技術儲備和知識產權上的差距，打破國外關鍵技術壁壘，實現了褐藻資源的高值化開發與利用，全鏈條推動我國海帶產業實現新舊動能轉換，為國內外海藻精深加工與副產物的高值化利用開拓了一條嶄新的路徑，再加上產品附加值高、生產成本低、用途廣泛、關鍵技術綠色可持續，對保障藻類產業鏈延伸與可持續健康發展、建設“海上藍色糧倉”、促進海洋經濟結構調整、帶動我國由海藻產業大國向海藻產業強國跨越均具有十分重要的現實意義。

發明專利

2019106713240 2019106716728 2019106722057

達到國內領先水平

獨立研究

國家級

國家自然科學基金面上專項

62.00萬元