簡介

中國科學院華南植物園農業與生物技術中心的藥用植物種質創新與利用團隊，在國家自然科學基金和中國科學院戰略重點研究計劃等項目的支持下，通過多組學聯合分析，在黑果枸杞（Lycium ruthenicum）花青素代謝工程方面取得了顯著的研究進展。這項研究的成果被發表在《食品前沿》（Food Frontiers）雜志上。DOI: 10.1002/fft2.440

植物天然色素

花青素是一類廣泛存在于植物界中的水溶性色素，屬于黃酮類化合物。它們對植物的顏色表現至關重要，同時也是許多水果、蔬菜和其他植物產品呈現紅色、紫色到藍色等顏色的主要原因。其在很多領域都發揮重要作用，如：在食品工業領域，作為天然色素添加到食品和飲料中，提供顏色并增加產品吸引力。用于制作功能性食品，利用其健康促進特性等。在生物醫藥領域，花青素具有多種健康益處，包括強大的抗氧化活性，能夠減輕氧化應激，預防某些慢性疾病。它們還具有抗炎、抗癌和改善心血管健康等潛在益處。傳統上，花青素主要通過從植物中提取獲得，但這受到植物生長季節的限制，周期長，含量低，且提取工藝繁瑣；此外，花青素的化學全合成成本高，難度大。

黑枸杞作為國家二級重點保護植物，同樣也有“花青素之冠”的美稱。艾培炎、韋國等科研人員通過多組學聯合分析，挖掘出調控花青素合成積累的核心轉錄因子LrAN₂。在前期建立的黑果枸杞高效遺傳轉化體系的基礎上、通過完善愈傷組織誘導、優化懸浮細胞培養體系等一系列措施，取得了懸浮愈傷組織高效合成果實花青素主成分 petanin 的突破性進展，實現了 96.23 毫克/克干重的花青素高產。這一研究成果可有效緩解野生黑果枸杞資源被過度開發利用的窘境、保護我國西北地區脆弱生態環境。

步琦合成生物學整體解決方案

在實驗過程中，生物樣品通常會采取冷凍干燥的方式保存來保證樣品的生物活性。而步琦則可提供包括-55℃/-85℃/-105℃多款高性能冷凍干燥機可選。

文中所提到的，關于培養條件對 LrAN₂OE 懸浮細胞花青素產量和生物量的影響，通過優化培養-基的條件（如5％蔗糖或葡萄糖對 LrAN₂OE 懸浮細胞的生物量和花青素產量有積極影響），使得花青素產量最高達96.23 mg/g DW。在此階段，步琦公司也有在線近紅外手段實時監測培養基各項指標參數，幫助實驗條件優化。

發酵后代謝產物的濃縮同樣非常重要。通過濃縮，可以顯著提高代謝產物的濃度，使其更容易進行后續的處理和應用，從而有助于簡化后續的分離和純化步驟。步琦在樣品濃縮方面擁有豐富的經驗和解決方案，從實驗室級到工業級全方面覆蓋。

濃縮產物的分離純化是拿到目標產物花青素的關鍵，如文中所說，采用分析型 HPLC 在 UV 530nm 波長下對花青素進行檢測并選定純化條件。那么如何能夠快速有效且大量得到花青素產物呢？步琦公司在樣品制備領域擁有高性能的中壓/高壓制備色譜，可大大提高樣品單次處理能力。