组氨酸酶催化脱羧工艺的开发
摘要：传统的化学合成法所采用的反应条件苛刻，危险性高，专一性差，转化率低，环境不友好，进而限制了其在组胺合成上的应用。生物催化法凭借其反应条件温和，立体选择性好，专一性强，成本低等特点在工业生产中得到越来越广泛的应用。通过开发出酶法合成组织胺的工艺，可以更加精准有效的探究组织胺，从而避免组织胺的生成。通过组氨酸脱羧酶表达，探讨IPTG浓度和诱导时间等对酶活的影响，检测底物浓度，pH和温度等因素对酶活的影响，从而建立酶法合成组胺工艺。
关键词：生物催化法；组氨酸脱羧酶；组胺；高效液相色谱法
一、引言
生物胺是一类含氮的有机化合物, 主要有脂肪类、芳香类或杂环类。其中脂肪族生物胺包括腐胺、尸胺、精胺、亚精胺等, 芳香族包括酪胺、苯乙胺等, 杂环类包括组胺、色胺等。在人和动物身体细胞中, 存在适量的生物胺比如组胺、色胺、精胺等, 在调节机体生长、增强机体新陈代谢活力、控制血压、消除自由基等方面具有明显作用。生物胺在很多食品中都存在, 尤其是蛋白质含量丰富的食品, 主要包括动物源食品和发酵类食品。生物胺具有一定的毒性作用, 各种胺类毒性大小不同, 其中组胺对人体健康的影响最大。
酶法脱羧反应被广泛地应用在食品、化工、生物、医药等领域，国际上对来自各类生物体组织中脱羧酶的研究一直升温不断。在一切生物体中，从原核生物到真核生物，脱羧反应是广泛存在的一个重要的生物化学反应。同时，带有不同羧基的底物，基本上都会有与之相应的最适的脱羧酶催化其脱羧生成相应的衍生物。
二、国内外研究现状
目前，专利以及文献中报道生产二盐酸组胺的方法主要是通过酮催化组氨酸脱羧，然后两步盐酸化的化学合成法。Hashimoto等以2-环己烯-1-酮为催化剂，环己醇为溶剂，160℃脱羧生成组胺。但是该制备方法的反应周期长、产率低，需要高温160℃脱羧，并且最终产物中未知杂质多。Pliml等以雷尼镍作为催化剂，反应条件需要10 Mpa的氢气压力，危险性高，收率低，不利于工业大生产。张涛在NaOH存在的条件下，组氨酸与强氯精（TCCA）反应，生产腈甲基咪唑，然后经过萃取，重结晶得到腈甲基咪唑的固体，再投于第二步反应生成组胺，该制备方法步骤繁琐，生产成本较高。
目前产组胺的微生物有：摩根氏菌属、克雷伯氏菌属、肠杆菌属、酒球菌属、变形杆菌属、假单胞菌属、明串珠菌属、弧菌科细菌、酸杆菌科细菌等是国内外报导最多的产组胺细菌。乳酸菌是发酵食品中主要的生产菌株，也是组胺等生物胺的主要制造者。在低酸和营养缺失时，乳酸菌应激代谢产生碱性的胺用以维持自身生长。所以，对这些食品和水产品中产生物胺微生物的分离筛选、鉴定及其生物学特性的研究显得非常重要，这也是国内外研究的主流方向。现在，产生物胺微生物的鉴定方法主要有三种：一、微生物学（即活性筛选法）方法；二、分子生物学方法；三、化学法。
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