工程菌生产彩虹着色剂用于食品、化妆品、化学等各个领域

2021-07-28 16:48:40

近日《尖端科学》报道,韩国科学技术高等研究院(KAIST)的研究者利用代谢工程方法,改造大肠杆菌成功生产彩虹着色剂,为食品和化学行业提供可持续色素原料。

制造天然色素来替代危害人体健康的合成色素,一直是人们关注的方向。大肠杆菌已经被用于天然色素的生产,包括类胡萝卜素、靛蓝、花青素和紫菜素等。但是,天然绿色和海军色的着色剂的生物合成尚未见报道。同时,很多天然产物都是疏水性的,它们聚集在细胞膜内,这导致了细胞生长受到限制,从而使目标化学品产量减少。

通过综合的膜工程策略,KAIST的研究人员增加了彩虹着色剂——3种类胡萝卜素和4种violacein衍生物,它们是大肠杆菌典型疏水性天然产物。经整合系统代谢工程、细胞形态工程、内膜和外膜囊泡形成以及优化发酵过程,彩虹着色剂的产量显著增加,达到322毫克/升虾青素(红色)、343毫克/升β—胡萝卜素(橙色)、218毫克/升玉米黄质(黄色)、1.42克/升原紫菜素(绿色)、0.844克/升原脱氧紫菜素(蓝色)、6.19克/升紫菜素(海军蓝色)和11.26克/升脱氧紫菜素(紫色)。

该研究采取的膜工程方法,普遍适用于微生物生产更加广泛的疏水性较强的天然产物,可用于食品、化妆品、化学和制药等各个领域。

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