磷脂酰絲氨酸(PS)是一種新資源食品,在制藥和功能食品領域具有廣泛的應用,能夠改善老年人的阿爾茨海默病,具有保護神經(jīng)和抗氧化作用,還具有提高記憶力、緩解緊張、減輕抑郁等功效,為“腦專一性營養(yǎng)物質”。
PS 的制備方法主要有溶劑提取法、化學合成法和酶轉化法。酶轉化法具有反應條件溫和、反應易控、高效簡單等優(yōu)勢,逐漸得到廣泛的研究及應用。 如,江南大學江波教授團隊(2020)采用硫酸銨分級沉淀、離子交換層析和凝膠層析對廣島鏈霉菌SK43.001-11 發(fā)酵液中的磷脂酶D 進行純化, 并對雙液相體系中酶法制備磷脂酰絲氨酸的工藝進行研究。 結果表明:純化后,磷脂酶D 比酶活提高到49.48 U/mg,是粗酶液的54.37 倍,回收率為32.31%。磷脂酶D 雙液相催化制備磷脂酰絲氨酸的最佳條件為:有機相為乙醚,pH 6.5,反應溫度30 ℃,L-絲氨酸與磷脂酰膽堿質量比15∶1,有機相與水相體積比1∶1,反應時間2.5 h。 在最佳條件下,磷脂酰絲氨酸生成率達到74.8%。Liu 等(2014)利用基因工程和分子技術手段將PLD 成功展示在酵母表面,在進行酶轉化實驗中,可以將67.5%的磷脂酰膽堿轉化為PS。中國專利CN201710554483.3 提供了一種催化合成磷脂酰絲氨酸的生物酶及其制備方法和應用,首先構建生物酶的基因工程菌株,將全基因合成的生物酶基因片段,利用限制性內切酶SalⅠ線性化重組質粒,用于表達生物酶,經(jīng)過進一步發(fā)酵獲得催化合成磷脂酰絲氨酸的生物酶,利用磷脂酰絲氨酸合成酶高度專一性,催化卵磷脂和絲氨酸制備磷脂酰絲氨酸,轉化率達到80%。CN201610054776.0 涉及一株谷氨酸棒桿菌及其過量合成磷脂酰絲氨酸的方法。其提供了一株谷氨酸棒桿菌基因工程菌,該菌株是將谷氨酸棒桿菌宿主細胞中表達L-絲氨酸脫氨酶的sdaA 基因進行敲除, 并串聯(lián)表達磷脂酰絲氨酸合成酶的表達基因pssA 基因、3-磷酸甘油酸脫氫酶的突變基因serAΔ197 基因和CDP-甘油二酯合成酶的表達基因cdsA 基因而獲得, 該菌株經(jīng)發(fā)酵法制備磷脂酰絲氨酸產(chǎn)量較出發(fā)菌株提高17%~39%。CN201110382207.6 提供一種酶法制備磷脂酰絲氨酸的方法。 大豆磷脂酰膽堿溶于有機溶劑中,加入一定量溶有2%~8%的絲氨酸水溶液,調節(jié)pH 5.6,在磷脂酶D 催化下進行堿基交換,經(jīng)過4 h 反應,大豆磷脂酰膽堿轉化為磷脂酰絲氨酸,反應物通過水洗有機相,經(jīng)脫水脫溶后,用丙酮充分洗滌, 分離出丙酮不溶物, 干燥得產(chǎn)品。 經(jīng)過HPLC 測定, 產(chǎn)品磷脂酰絲氨酸的含量大于40%。CN201310508296.3 提供一種制備磷脂酰絲氨酸的方法,包括以下步驟:將磷脂酰膽堿或含有磷脂酰膽堿的天然磷脂與吐溫-80、L-絲氨酸、氯化鈣、緩沖溶液、磷脂酶D 混合,在35~45 ℃攪拌反應8~10 h;反應結束后反應粗品析出并上浮,離心分離水相和反應粗品,將分離得到的反應粗品用水洗滌,并離心過濾;離心過濾后的反應粗品加入無水乙醇浸泡,攪拌,再離心過濾;對離心過濾后產(chǎn)物真空干燥,即得磷脂酰絲氨酸產(chǎn)品。 CN201710498577.3 公開了一種利用固定化磷脂酶D 生產(chǎn)磷脂酰絲氨酸的方法,配制表面活性劑水溶液,室溫下邊攪拌邊滴加游離酶水溶液至澄清,得混合液;將混合液滴加至金屬離子鹽溶液中,室溫下攪拌反應0.5~2 h 后得固定化的酶溶液;離心,干燥得到固定化的磷脂酶催化劑;將溶于有機相中的卵磷脂、絲氨酸溶液與固定化酶進行轉化反應,溫度0~40 ℃,時間1~24 h。 CN201910996555.9 提供了一種重組磷脂酶D, 是通過大腸桿菌表面展示技術高通量篩選技術和DNA 基因重組技術篩選獲得新型的PLD。CN201710462045.4 涉及一種連續(xù)高效酶轉化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法。 通過將磷脂酶D 負載于高吸附氣凝膠多孔材料,從而提高磷脂酶D 的反應活性和轉化催化效能,使得在短時間內完成磷脂酰絲氨酸的催化合成反應;進一步通過高壓下在窄流道中進行有機相、水相的反應,不但反應效率高,而且窄流到流體均化反應,反應均勻,易于穩(wěn)定控制。 CN201410279967.8 涉及一種利用高活力磷脂酶A2 和高活力磷脂酶D 催化制備sn-2 位為二十二碳六烯酸的磷脂酰絲氨酸(2-DHA-PS)的方法。 通過重疊PCR 技術實現(xiàn)定向進化,獲得高活力磷脂酶A2 和高活力磷脂酶D;利用高活力磷脂酶A2 和高活力磷脂酶D 催化制備2-DHA-PS,首先磷脂酰膽堿和絲氨酸在高活力磷脂酶D 的催化下生成磷脂酰絲氨酸,然后磷脂酰絲氨酸再與二十二碳六烯酸在高活力磷脂酶A2 的催化下生成2-DHA-PS。
目前國內外研究者主要集中在PS 的提取、生物合成及應用等方面開展研究,而PS 的產(chǎn)品開發(fā)應用還處于發(fā)展初期。 未來隨著綠色生物酶法技術的發(fā)展、PS 多種生理保健功能的進一步開發(fā),PS 將在食品、藥品領域擁有更廣闊的前景。