肉品团队在合成生物学驱动的环境微生物应用与畜禽加工副产物高值化利用研究中取得新突破

近日，中国农业科学院农产品加工研究所肉品科学与营养工程创新团队在硫酸软骨素定向酶解改性研究中取得重要进展。相关研究成果发表于《Journal of Cleaner Production》（JCR一区，IF:10.0）。加工所武瑞赟助理研究员为论文第一作者，王振宇研究员与中国农业大学尚楠副教授为共同通讯作者。研究获国家重点研发计划（2021YFD1600205）和北京市渔业创新团队项目（BAIC07-2024-13）的资助。

肉类加工过程中，大量含硫酸软骨素等糖胺聚糖的骨副产物和废水被排放，不仅造成化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）升高，也导致生物资源的浪费。

为解决以上问题，研究团队从环境样本中筛选出具有糖胺聚糖降解能力的假节杆菌（Pseudarthrobacter sp. PL-410），并构建出高效、环境友好的裂解酶（Ps_Chase）。研究系统解析了其分子机制并完成工艺验证。结果显示，Ps_Chase对硫酸软骨素的酶解比活力较商业化酶提升50%，可高效裂解硫酸软骨素并生成低聚糖。通过分子动力学与量子/分子力学联合分析，发现该酶依赖H271、R334、Y280等关键残基，通过“两步质子转移”机制实现β-消除反应，从而高效切断糖苷键。中试试验进一步表明，经Ps_Chase处理后，废水BOD/COD指标降低40%，实现了污染物减排与资源回收的协同增效。

该研究首次系统阐明了假节杆菌来源软骨素裂解酶在畜禽加工副产物资源化利用中的作用机理，形成了“环境微生物挖掘—合成生物学优化—酶学机制解析—清洁生产应用验证”的一体化技术路径，为畜禽副产物的高值化利用提供方案。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.146834