中国热科院在胡椒过氧化物酶的分离、纯化及特性研究等方面取得新进展

近日，中国热科院香饮所在胡椒过氧化物酶（POD）的分离、纯化及特性研究等方面取得新进展，首次从胡椒鲜果中成功分离获得POD。研究发现，该酶对邻苯三酚具有较高的底物亲和力。此项研究为进一步解析POD的酶学性质和分子结构，以及探索其在生物技术和工业领域中的应用奠定了坚实基础。

胡椒作为全球最重要的香料之一，被誉为“香料之王”。胡椒鲜果中富含多种酶类，其中多酚氧化酶（PPO）和POD不仅参与多种生理生化过程，对植物功能具有重要意义，同时也是导致胡椒鲜果褐变的关键因素之一。然而，食品热加工虽然可以通过灭活酶类延长保质期，却会同时降低营养品质，尤其是抗氧化剂的含量。因此，深入研究POD的热失活动力学及热力学性质，不仅有助于理解其稳定性，也对其在食品加工中的应用潜力具有重要意义。本研究通过溶剂萃取、硫酸铵沉淀、透析、DEAE快流柱层析及凝胶过滤层析等方法，从胡椒鲜果中成功分离并纯化出POD。随后，研究团队系统分析了POD在不同pH值和温度条件下的活性，确定其最佳作用范围，进一步测定了其对邻苯三酚、儿茶酚和愈创木酚的Km和Vmax。这些结果揭示了POD对不同底物的亲和力及催化效率，为阐明其在生物合成途径中的功能提供了重要依据。此外，研究人员利用SWISS-MODEL同源建模方法构建了POD的三维结构，并通过SAVES方法对模型进行了评估。结合分子对接技术，探讨了POD与邻苯三酚、儿茶酚和愈创木酚等底物之间的相互作用机制。本研究成果为胡椒产品品质提升及其高附加值产品开发提供了科学依据，为未来推动相关产业高质量发展提供了重要支撑。

该研究成果以“Purification and characterization of a novel peroxidase from pepper （Piper nigrum L.）”为题发表于《LWT-Food Science and Technology》。中国热科院香饮所吴桂苹副研究员和研究生张超华为该论文共同第一作者，中国热科院香饮所谷风林研究员、中国医学科学院药用植物研究所吴海峰副研究员及扬州大学胡卫成教授为该论文共同通讯作者。该研究依托海南省热带特色作物加工适宜性与质量控制重点实验室等平台，获海南省重点研发、国家重点研发计划、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队以及中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.117149