中国农业大学食品学院廖小军教授团队综述生物制造新策略：细菌芽孢展示系统打造稳定酶制剂，赋能食品工业

近日，中国农业大学食品科学与营养工程学院廖小军教授团队在国际顶级期刊Trends in Food Science & Technology发表了题为《食品工业中用于酶稳定性的细菌芽孢表面展示系统：原理、应用及效率优化策略》的论文，系统梳理了细菌芽孢展示系统的基本生物学原理、重组与非重组系统的构建策略、当前在食品工业中的应用现状以及展示效率的优化方法，深入分析了尚未充分开发但极具应用潜力的优化途径，并展望未来发展方向，旨在推动这一可持续酶固定化技术在食品领域的深入应用与发展。

酶作为环境友好的生物催化剂，在食品工业中发挥着关键作用。然而，游离酶存在稳定性差、易失活、回收困难及成本较高等问题，限制了其规模化应用。细菌芽孢表面展示系统作为新兴的酶固定化策略，通过将外源靶蛋白高效锚定于芽孢表面，实现酶的稳定固定与功能强化。该系统具有如下优势：（1）枯草芽孢杆菌芽孢具有公认安全资质；（2）芽孢对高温、酸碱和有机溶剂等极端环境具有强抗性，芽孢衣蛋白互作网络可有效增强外源蛋白稳定性；（3）重组系统实现蛋白表达与固定化一步完成，避免了繁琐纯化步骤及融合标签可能的功能干扰。

目前，该系统在食品安全控制、工业废水处理和食品加工等领域展现广泛应用前景。为推动该技术实际应用，研究人员正开发多项优化策略，包括芽孢形成条件调控、锚定蛋白分子筛选、蛋白质融合策略创新以及双系统协同展示等。这些策略显著提升了外源蛋白展示效率与固定化酶催化性能。细菌芽孢表面展示系统正发展成为稳定、灵活且高效的酶固定化平台，为食品工业提供绿色安全、环境耐受和经济可行的生物催化解决方案，具有重要的产业化应用价值和发展前景。

该研究中国农业大学为第一完成单位，食品学院饶雷副教授为通讯作者，在读博一学生孟秋宇为第一作者。该研究获得了国家重点研发计划（2023YFD2100303）、国家自然科学基金青年B类（32522084）和面上项目（32372470）、农业科研杰出人才计划（13210317）以及中国农业大学“2115”人才发展计划项目支持。