传统黄酒发酵中氨基甲酸乙酯产生的酶学基础及调控研究

传统发酵食品的安全性是制约其产业发展和提升的关键技术瓶颈。我国黄酒发酵中氨基甲酸乙酯(EC)是其典型的代谢副产物，因其潜在的致癌性而在传统发酵食品安全研究中引起重视，但黄酒发酵中EC代谢机理、酶学基础及其调控途径仍不清。本项目拟通过对我国传统黄酒发酵样品进行检测分析，明确其EC产生的过程规律和细胞代谢特征，分析EC与精氨酸代谢之间的相关性；通过酶定量分析和阻遏手段阐明EC形成与精氨酸酶(ADI和OTC)的定量关系；借助生物信息学和RT-PCR手段明确精氨酸酶基因表达对EC形成的调控；利用DGGE和分子杂交手段明确发酵过程中精氨酸酶的基因变化和特征序列；构建体外酶活专一阻遏策略阐明精氨酸酶对EC调控及其黄酒发酵基础代谢的影响。项目的开展可望明确我国黄酒发酵中EC代谢的酶学基础及基因特征，揭示EC产生的代谢规律和调控方法；同时，可望使我国在传统黄酒发酵中安全性调控研究水平达到国际前沿

我国黄酒发酵中氨基甲酸乙酯(EC)是其典型的代谢副产物，因其潜在的致癌性而在传统发酵食品安全研究中引起重视，但黄酒发酵EC代谢机理、酶学基础及其调控途径仍不清。项目通过对我国传统黄酒发酵样品进行检测分析，阐明其EC产生的过程规律和细胞代谢特征，发现尿素和瓜氨酸是形成EC的主要前体物，酵母细胞是代谢产生EC的主要载体，酿造后的乳酸菌细胞也部分参与了EC代谢形成；酿造后期是大量形成EC的主要阶段，基于酶活定量方法发现在乳酸菌精氨酸分解代谢中其主要调控酶OTC与EC形成成负相关；借助生物信息学和RT-PCR手段发现精氨酸酶基因的表达对EC形成产生正调控作用，而OTC酶的表达能造成EC大量积累；初步明确了发酵过程中精氨酸酶的基因变化和特征序列；基于精氨酸酶异体调控的方法，构建体外酶活专一阻遏策略，完成了两种调控方法对黄酒酿造精氨酸降解代谢的调控，实现了对黄酒酿造的EC形成阻遏，同时分析了其过程特征和加工品质的变化。与此同时，我们采用了宏基因组学测序方法，完成了黄酒酿造过程中的细菌多样性分析及其阶段特征解析，阐明了黄酒酿造EC代谢形成与细菌丰度的关联。通过该项目的实施，我们发表了SCI收录论文5篇（其中在食品科学与安全领域影响力高的综述性期刊上撰文1篇），EI收录论文1篇，核心期刊论文2篇；取得授权发明专利2项，申请发明专利2项。项目负责人获得教育部新世纪优秀人才和浙江省151人才工程资助，同时还获得中国食品产学研杰出人才（2015）和科学中国人2014年度人物等荣誉。