Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

 

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  16
 Số lượt truy cập :  36643856
Công nghệ enzyme tạo ra vanillin tự nhiên từ thực vật chỉ trong một bước
Thứ năm, 22-08-2024 | 08:14:16
Chiết xuất vani là một trong những hợp chất hương liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm thực phẩm và mỹ phẩm. Mùi dễ chịu và ngọt ngào của hương vị cổ điển này được truyền tải bởi hợp chất hóa học 'vanillin' được tìm thấy trong vỏ hạt của cây vani thuộc họ lan. Ở thực vật, vanillin được tổng hợp bằng cách chuyển đổi axit ferulic nhờ enzyme - VpVAN. Tuy nhiên, quá trình sinh tổng hợp vanillin trong phòng thí nghiệm từ VpVAN có nguồn gốc từ thực vật chỉ tạo ra một lượng vanillin rất nhỏ và do đó không khả thi về mặt thương mại. Hơn nữa, mặc dù tinh chất vani có nguồn gốc hóa học có sẵn với giá rẻ nhưng chúng không phù hợp với hương vị của chiết xuất vani tự nhiên và nhu cầu về loại tinh chất vani này vẫn tiếp tục ở mức cao. Ngoài ra, những hạn chế về khí hậu đối với việc trồng cây vani và năng suất tương đối nhỏ trên mỗi cây đã dẫn đến nguồn cung suy giảm và giá chiết xuất vani tự nhiên tăng vọt.
 

Enzim biến đổi gen mới chuyển đổi bền vững axit ferulic từ chất thải thực vật thành vanillin.


Giải quyết những thách thức này, Giáo sư Toshiki Furuya từ Khoa Khoa học Sinh học Ứng dụng, Khoa Khoa học và Công nghệ, Đại học Khoa học Tokyo, cùng các nghiên cứu sinh Shizuka Fujimaki và Satsuki Sakamoto, đã phát triển thành công loại enzyme tạo ra vanillin từ axit ferulic có nguồn gốc từ thực vật. "Axit ferulic, nguyên liệu thô, là một hợp chất có thể thu được rất nhiều từ chất thải nông nghiệp như cám gạo và cám lúa mì. Vanillin được tạo ra đơn giản bằng cách trộn axit ferulic với enzyme đã phát triển ở nhiệt độ phòng. Vì vậy, công nghệ đã được thiết lập có thể cung cấp một phương pháp đơn giản và thân thiện với môi trường để sản xuất các hợp chất hương vị”, Giáo sư Furuya giải thích. Nghiên cứu của họ được công bố vào ngày 10 tháng 5 năm 2024 trên tạp chí Vi sinh ứng dụng và môi trường.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp kỹ thuật di truyền để sửa đổi cấu trúc phân tử của enzyme -- 'Ado'. Ado ban đầu là một enzyme oxydase bổ sung một nguyên tử oxy vào cơ chất - isoeugenol. Ở trạng thái tự nhiên, nó không có khả năng chuyển axit ferulic thành vanillin. Bằng cách sử dụng phân tích mô hình cấu trúc, các nhà nghiên cứu có thể dự đoán những thay đổi về axit amin trong Ado sẽ cho phép nó tương tác với axit ferulic. Trên những dây chuyền này, họ đã tiến hành một loạt thí nghiệm bằng cách thay thế các gốc axit amin phenylalanine và valine tại các vị trí cụ thể trong cấu trúc của Ado bằng nhiều loại axit amin khác. Họ tiếp tục kiểm tra khả năng chuyển đổi axit ferulic của các loại protein đột biến được xử lý bằng công nghệ khác nhau.

Sau một số thử nghiệm và sai sót, họ phát hiện ra một loại protein đột biến trong đó chỉ có ba gốc phenylalanine và valine cụ thể được thay thế bằng tyrosine và arginine, phản ứng ổn định với axit ferulic và thể hiện hoạt tính chuyển đổi cao. Đáng chú ý, enzyme được thao tác di truyền không yêu cầu bất kỳ đồng yếu tố nào để chuyển đổi, không giống như các oxidase khác, và tạo ra vanillin ở cấp độ gam trên mỗi lít dung dịch phản ứng, với hiệu suất xúc tác và ái lực cao hơn so với enzyme tự nhiên. Phản ứng chỉ yêu cầu trộn enzyme, axit ferulic và không khí (oxy phân tử) ở nhiệt độ phòng, khiến đây trở thành một quy trình đơn giản, bền vững và có thể mở rộng về mặt kinh tế. Hơn nữa, enzyme tiến hóa ở cấp độ phân tử cũng thể hiện hoạt động chuyển đổi thành axit p-coumaric và axit sinapic, là những hợp chất thu được từ quá trình phân hủy lignin - một chất thải nông nghiệp phổ biến.

Cho đến nay, chưa có enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật hoặc thực vật nào thể hiện khả năng chuyển đổi axit ferulic thành vanillin ở quy mô công nghiệp. Do đó, enzyme được phát triển trong nghiên cứu hiện tại cho thấy tiềm năng đáng kể trong việc tạo điều kiện cho việc sản xuất vanillin tự nhiên có hiệu quả kinh tế và thương mại.

 Giải thích về ý nghĩa lâu dài của nghiên cứu của mình, Giáo sư Furuya cho biết: "Khai thác tiềm năng của vi sinh vật và enzyme để tạo ra các hợp chất có giá trị trong điều kiện ôn hòa từ các nguồn tài nguyên có nguồn gốc thực vật tái tạo, mang đến một cách tiếp cận bền vững để giảm thiểu tác động đến môi trường. Với một công ty, nỗ lực nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc đạt được việc triển khai sản xuất vanillin trong thế giới thực thông qua việc sử dụng enzyme mới được phát triển."
 

Nguyễn Thị Thủy Tiên - Hcmbiotech, nguồn: sciencedaily.com

 

Trở lại      In      Số lần xem: 391

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Tuần tin khoa học 492 (15-21/08/2016)
  • Sử dụng cây che phủ để loại bỏ chất ô nhiễm khỏi đất canh tác
  • Hấp thu không khí, tạo ra năng lượng
  • Tác động của pH đến năng suất, sự phát triển rễ và hấp thụ dinh dưỡng của cây hồ tiêu (Piper nigrum L.)
  • Sâu bệnh hại ngô chịu ảnh hưởng của khí hậu
  • Phản ứng với stress mặn của lúa (Oryza sativa L.) với sự đa dạng ở giai đoạn lúa trổ đến thu hoạch
  • Ảnh hưởng của ba khoảng cách hàng trên các đặc tính nông học và năng suất của năm giống đậu nành [Glycine max (L.) MERR.] vụ xuân hè 2015 tại tỉnh Vĩnh Long
  • Các phân tử nhỏ giúp tạo ra ngũ cốc thông minh hơn
  • Đánh giá tính thích nghi và ổn định của các dòng/giống Lúa thơm triển vọng ở đồng bằng sông Cửu Long
  • Giải trình hệ gien của bệnh nấm có thể giúp ngăn chặn bệnh hại chuối
  • Một gen tương đồng của cây lúa đối với gen của cây arabidopsis “agd2-like defense1” đóng góp vào tính kháng bệnh đạo ôn do nấm Magnaporthe oryzae
  • Xử lý bùn thải sinh học bằng giun Quế tạo ra sản phẩm phân bón hữu cơ
  • Đồng phân LuxR ký gửi trên cây populus deltoides, kích hoạt sự thể hiện gen đáp ứng với tín hiệu thực vật hoặc những peptides đặc biệt
  • Cây lúa có hiệu quả sử dụng nitơ tốt hơn
  • Khám phá thêm những bí mật về loài hoa hướng dương
  • Nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm từ nấm Lecanicillium spp, để diệt rệp muội (Aphidae) gây hại cây trồng
  • Nghiên cứu thời gian sử dụng thuốc trừ sâu tốt nhất để kiểm soát bệnh vàng lá gân xanh
  • Thuốc bảo vệ thực vật bảo vệ cây trồng như thế nào?
  • Đồng hồ sinh học của nấm: Mục tiêu tiềm năng trong phòng chống bệnh thực vật
  • Đo thời gian lưu trú của nitơ trong đất có thể giúp ích cho nông nghiệp
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD