近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所植物與人類健康研究中心甘人友團隊，在中國工程院院刊《Engineering》（影響因子6.495，中科院1區(qū)TOP期刊）上發(fā)表題為“Biotechnological Strategies of Riboflavin Biosynthesis in Microbes”的高水平綜述。該綜述簡要介紹了核黃素在人類健康中的作用及其工業(yè)生產(chǎn)的歷史過程，重點闡述了微生物中核黃素的生物合成，最后從優(yōu)化發(fā)酵條件和利用化學(xué)誘變和代謝工程培育核黃素高產(chǎn)菌株兩方面總結(jié)了核黃素高產(chǎn)的策略，對富含核黃素的發(fā)酵食品的研究和開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所為第一通訊單位，植物與人體健康機理創(chuàng)新團隊首席科學(xué)家甘人友博士為本文通信作者。這項工作得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中央公益性科研機構(gòu)基礎(chǔ)研究基金（Y2020XK05）和中國上海市浦江人才計劃（18PJ1404600）的支持。

 

　　1、核黃素介紹

 

　　核黃素（Riboflavin，RF）又稱為維生素B2（圖1），是一種具有高熱穩(wěn)定性的光敏性水溶性B族維生素。核黃素具有多種生理功能，也是人體必需的微量營養(yǎng)素之一，在預(yù)防和治療各種疾病中起主要作用，已被世界衛(wèi)生組織評為評估人體生長，發(fā)育和營養(yǎng)狀況的六大指標(biāo)之一。對于一個健康人來說，成年人平均每天需要攝取的核黃素為0.3–1.8 mg ，而當(dāng)其每日攝入量少于0.2–0.3 mg時，就會出現(xiàn)核黃素缺乏的癥狀。在某些條件下，例如繁重的體力勞動，精神緊張，懷孕和青春期成長期，對核黃素的需求增加。目前，核黃素缺乏癥引起了全球許多國家的關(guān)注。

 

　　本文綜述了近年來微生物高產(chǎn)核黃素的研究進展，主要是通過優(yōu)化發(fā)酵條件和利用化學(xué)誘變和代謝工程產(chǎn)生的核黃素高產(chǎn)菌株。與化學(xué)合成和半化學(xué)合成相比，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)核黃素更經(jīng)濟、環(huán)保。近年來，以枯草芽孢桿菌（ Bacillus subtilis ）和棉囊阿舒氏酵母（ Ashbya gossypii ） 菌株為主要原料的生物技術(shù)發(fā)酵工藝得到了發(fā)展，目前正在工業(yè)化應(yīng)用，以取代成本較高的化學(xué)合成工藝。然而，由于每種微生物都有其優(yōu)缺點，哪種微生物將被證明是最有利的并取代其他微生物還遠沒有定論。與傳統(tǒng)的消耗核黃素的發(fā)酵劑培養(yǎng)基相比，即使核黃素產(chǎn)生能力較低的細菌也可以作為食品發(fā)酵的發(fā)酵劑培養(yǎng)基。生產(chǎn)核黃素含量增加的發(fā)酵食品將提高食品的營養(yǎng)價值和商業(yè)價值，并消除強化要求。此外，人們還預(yù)計，食用這種新型發(fā)酵食品將減少核黃素缺乏癥的發(fā)生率。最后，利用精心挑選的菌株原位生產(chǎn)核黃素的概念可以為開發(fā)針對不同或特定群體的新型食品開辟道路，例如老年人、兒童、孕婦、運動員、素食者和青少年等。

 

　　參考文獻：

 

　　Jia-Rong Zhang, Ying-Ying Ge, Pin-He Liu, Ding-Tao Wu, Hong-Yan Liu, Hua-Bin Li, Harold Corke, Ren-You Gan*. Biotechnological Strategies of Riboflavin Biosynthesis in Microbes. Engineering. 2021, in press.

 

　　https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.03.018