探討以生物酵素製備香氣化合物 4-巰基-4-甲基-2-戊酮
學生姓名:
吳渝萱
指導教授:
林泓廷
學期:
108下
摘 要:
4-巰基-4-甲基-2-戊酮 (4-Mercapto-4-methyl-2-pentanone, 4MMP) 為葡萄酒中一種具黃楊及黑加侖風味的香氣化合物,主要作為調味劑適用於非酒精飲料、熱帶果汁及調味料等食品中,而市面上的香料多為化學方法合成而得,如今消費者對於天然產品的需求增加,因此本篇報告將篩選出具半胱胺酸結合 β-裂解酶活性之菌株,進而用於酵素催化製備天然香氣化合物 4MMP。以蛋白質資料庫 (Uniprot) 篩選出 Bacillus subtilis,Eubacterium limosum, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 及Shewanella putrefaciens 等五種菌株用於製備細胞粗萃取液。將人工合成之半胱胺酸結合前驅物 (Cys-4MMP) 以電噴灑離子化質譜 (Electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS) 及核磁共振 (Nuclear magnetic resonance, NMR) 光譜法進行分析,最高相對豐度 Cys-4MMP 位於 220.09 m/z 純度約 > 95%。將粗細胞萃取液與不同基質於 37°C下反應 30 分鐘,以 S. putrefaciens 於所有基質的組別中半胱胺酸結合 β-裂解酶活性最高,與 Cys-4MMP 反應時含有輔因子吡哆醛 5'-磷酸 (Pyridoxal 5'-phosphate, PLP)與不含 PLP 的活性分別為 267.71 ± 22.09 與 244.65 ± 12.58 U/mL;Lb. casei 與 Cys-4MMP 反應時的比活性則分別為 41.85 ± 6.68 與 37.07 ± 1.88 U/mg protein;Lb.bulgaricus 及 E. limosum 於不含 PLP 的組別中其比活性表現則次之,分別為 27.32 ±7.01 與 27.29 ± 1.88 U/mg protein;B. subtilis 與所有基質反應的活性則最差。綜合上述結果,PLP 的添加與否於所有菌株中並沒有太大的差異,S. putrefaciens 與 Lb. casei 具有作為生物酵素轉化生產香氣化合物 4MMP 之潛力。
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