استرپتوکوکوس ترموفیلوس مهندسی شده برای سنتز وانیلین طبیعی و کاربرد آن در صنعت غذا

مقدمه: افزایش تقاضا در مصرف فرآورده های غذایی طبیعی ضرورت استفاده از میکروارگانیسم ها بعنوان کاتالیست‌های طبیعی ایمن را در سنتز وانیلین طبیعی از سوبستراهای پروپنیل بنزنی بیان می‌کند.وانیلین با توجه به خواص ضدمیکروبی و آنتی اکسیدانی بعنوان نگهدارنده و چاشنی در صنایع غذایی کاربرد دارد. هدف از این پژوهش، طراحی و ساخت باکتری پروبیوتیک نوترکیب استرپتوکوکوس ترموفیلوس و استفاده از آن بعنوان کاتالیست در تبدیل اسید فرولیک به وانیلین طبیعی بود. مواد و روش‌ها: ژن‌های ساختاری fcs (فرولویل کوآنزیم A سنتتاز) و ech (انویل کوآنزیم A هیدراتاز/آلدولاز) با استفاده از مهندسی ژنتیک کلون سازی و بیان شد. پلاسمید نوترکیب pNZ8048-T5/ech/fcs به استرپتوکوکوس ترموفیلوس به عنوان میزبان جهت سنتز وانیلین طبیعی نوترکیب از اسید فرولیک ترانسفورم و بوسیله تکنیک‌های هضم دو آنزیمی، Nested PCR، Colony PCR و تعیین توالی تایید شد. از تکنیک کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا برای بررسی سطح بیان ژن‌های کلون شده استفاده شد. یافته‌ها: پلاسمید نوترکیب طراحی شده این امکان را فراهم ساخت که دو ژن fcs و ech در وکتور بیانی pNZ8048 تحت کنترل پروموتور فاژی T5 در سیستم میزبانی استرپتوکوکوس ترموفیلوس بطور موفقیت آمیز بیان گردد. براساس نتایج بدست آمده، باکتری نوترکیب استرپتوکوکوس ترموفیلوس قادر به تبدیل اسید فرولیک به وانیلین با راندمان مولی 62 درصد پس از 12 ساعت واکنش و وانیلیل الکل با راندمان مولی 18 درصد، پس از 16 ساعت واکنش زیست تبدیلی بود. نتیجه گیری: مطالعه اخیر نخستین گزارش از کاربرد استرپتوکوکوس ترموفیلوس در تولید وانیلین محسوب می‌شود. با توجه به جایگاه و اهمیت اقتصادی باکتری‌های مولد اسید لاکتیک (ایمن بودن آنها و امکان کاربرد مستقیم در صنایع غذایی) نتایج حاصل از این مطالعه را می توان بعنوان پایه ای برای تولید فرآورده‌های غذایی طبیعی در باکتری‌های پروبیوتیک مهندسی شده استفاده نمود.