油菜合成霍霍巴油已經成為可能
《科學—進展》在線近日發(fā)表了華中農業(yè)大學油菜團隊、生物信息團隊聯合國外5家單位，合作完成的油料作物霍霍巴的高質量參考基因組，并解析了霍霍巴種子中蠟酯合成途徑。科學家認為，在我國南方地區(qū)借油菜等油料作物合成霍霍巴油將不再是一個夢想。
優(yōu)質霍霍巴油價格為每千克58美元，沒有其他天然替代品，沒有高效人工合成方法，全球產量與預期需求量相差50倍，霍霍巴油因此被稱為“液體黃金”。“原產于美洲沙漠地區(qū)的霍霍巴油非常特殊，它實際上是一種液態(tài)蠟酯。”據論文通訊作者、華中農大教授郭亮介紹，這種液態(tài)蠟是由碳鏈長度為C20-C24的脂肪醇和脂肪酸的酯化物組成，在植物王國中是獨一無二的；在動物界，也只有抹香鯨魚油與其相似。
“霍霍巴是目前已知的唯一可以合成液體蠟酯的油料植物�！惫两榻B，純天然的霍霍巴油具有抗氧化性強、滲透性強的特點，其結構與人體皮脂相似，極易被皮膚吸收，不油膩，并能促進皮膚水分的保留。然而，由于人工合成工藝復雜，條件苛刻，產率較低，特別是超長鏈脂肪醇合成成本極其高昂，目前尚無人工合成霍霍巴油的產品。
過去十余年，科學家通過基因工程手段在油菜、亞麻芥等油料作物種子中合成霍霍巴蠟酯。這些油料作物種子中積累的蠟酯含量較低，且種子萌發(fā)率低。而霍霍巴的種子中，蠟脂占總含油量的95%以上，種子仍可以正常萌發(fā)，這暗示著霍霍巴種子中蠟酯的合成、儲存及降解存在特殊的機制。
“雖然全球霍霍巴油產量從1986的500噸上升到2012年的4000噸，但與預期的霍霍巴油年消耗量約20萬噸仍存在巨大差距。因此，霍霍巴油供不應求的局面及其商業(yè)、工業(yè)價值致使其售價居高不下�！惫琳f。
昂貴的價格嚴重限制了霍霍巴油的使用范圍。郭亮介紹，目前，市場上大量的蠟酯需求主要是通過化學合成或基于脂肪酶的生物技術獲得。然而，這些脂肪醇必須用化學合成方法才能獲得，從而導致其成本過高。 因此，“如何生產廉價的類似霍霍巴蠟酯的需求日益迫切。”郭亮表示，利用基因工程和代謝工程在生物體內大量合成霍霍巴油相似的蠟酯成為首選。
油菜作為我國最大的植物油生產作物，從20世紀中期引種馴化到現在，已積累了豐富的種質資源。隨著種植模式和農村勞動力結構的改變及菜籽油經濟效益的影響，我國油菜種植產業(yè)效益在逐年下降。郭亮認為，高芥酸油菜種子中脂肪酸的組成正好符合霍霍巴中FAR及WS的底物偏好性，這使得在高芥酸油菜種子中合成霍霍巴油成為可能。在油菜種子中大量合成霍霍巴油，不僅可以降低目前市場上霍霍巴油的成本，而且將提高油菜種植的效益。而高質量基因組的問世以及蠟質合成機制的揭曉，將幫助科學家解決在油菜種子中合成蠟酯的一些關鍵科學問題。
本文來源：中國食品報
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