近期，我院刘树文教授团队在葡萄酒乳酸菌β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase, BGL）应用特性研究方面取得新进展。研究成果以“A mutant GH3 family β-glucosidase from Oenococcus oeni exhibits superior adaptation to wine stresses and potential for improving wine aroma and phenolic profiles”为题在《Food microbiology》发表。我院研究生赵雨竹为论文第一作者，刘树文教授和石侃副教授为通讯作者。
BGL可水解香气及酚类糖苷，释放香气及高活性酚类苷元，广泛应用于食品品质提升。然而，葡萄酒中高乙醇、低pH等条件对BGL活性具有极强的抑制作用，严重限制了其在葡萄酒中的应用。因此，研究开发适应葡萄酒胁迫环境的BGL对葡萄酒增香酿造具有极其重要的意义。
团队前期通过离子注入诱变获得一株耐高酸酒酒球菌，pH 3.0条件下，该突变株单位生物量的BGL活性比野生型菌株高出4.5倍。基于此，该研究首先通过全基因组关联分析在突变株中定位到5个BGL基因，相比野生型菌株，仅有一个BGL基因存在非同义突变SNP位点，该BGL属于GH3家族，具有3个水解活性域。其次，通过异源表达获得该GH3 BGL的突变体和野生型，并对其不同葡萄酒压力条件耐受性以及水解葡萄香气/酚类糖苷特性进行对比分析，发现相比野生型BGL，突变BGL对低pH、高乙醇浓度、果糖、蔗糖、金属离子耐受能力均有非常明显的提升作用，同时对多种糖苷底物表现出增强的水解活性；在模拟的葡萄酒条件下，突变型BGL对葡萄香气糖苷及酚类糖苷的水解活性均优于野生型和商业BGL。最后，通过从头建模，分析了突变氨基酸位点在BGL胁迫耐受能力及水解能力提升中的可能作用。该研究成果凸显了该突变型BGL在葡萄酒酿造中的应用潜力，可有效改善葡萄酒香气和酚类物质谱，有助于葡萄酒花香/果香风味及生物活性的提升，并为其进一步改造及应用奠定理论基础。
该研究得到山东省重点研发计划（2022CXGC010605）、宁夏回族自治区重点研发计划（2022BBF02015）及国家自然科学基金（32072206）等项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.fm.2023.104458
