正己酸乙酯的生物合成方法

背景

正己酸乙酯是一种具有强烈水果风味的酯类化合物，被广泛应用于食品化工行业，用来生产各类食用香料、烟草香精、有机合成中间体等。正己酸乙酯是浓香型白酒的主体香气成分，其在浓香型白酒中的浓度远高于其它乙基酯。在白酒生产过程中，它主要是在白酒发酵后期，以己酸和乙醇作为前体，在酯化酶的作用下生成的。这种窖泥依赖性的正己酸乙酯生成过程相对缓慢，进而造成白酒发酵周期长、粮耗大，甚至会产生不良风味化合物等生产问题。因此，利用基因工程育种技术构建高产正己酸乙酯的酿酒酵母用于白酒生产，对于改善白酒风味和品质，稳定白酒生产及产品质量具有重要意义。

进展

Yefu Chen 等人^[1] 通过合成生物学手段成功在酿酒酵母细胞内实现正己酸乙酯的生物合成。

酿酒酵母仅能少量合成正己酸乙酯，为了增强合成，作者将来源于瘤胃菌CPB6的RbHbd基因（编码3-羟基丁酰辅酶A脱氢酶）和RbCrt基因（编码3-羟基丁酰辅酶A脱水酶）、来源于齿垢密螺旋体的TdTer基因（编码反式烯酰辅酶A还原酶）、来源于富养罗尔斯通氏菌的BktB基因（编码β-酮硫解酶）和来源于草莓的SAAT基因（编码醇酰基转移酶）引入至出发菌株AY14α基因组的不同位点，进而构建获得产正己酸乙酯的工程菌株，产量从出发菌株的0.33 mg/L增加到8.76 mg/L。通过双拷贝表达关键基因CbeTer或/和BktB以及过表达酵母自身的Erg10基因，进一步增加正己酸乙酯的代谢通量，最终使得产量达到42.35±1.75 mg/L。

这项研究为正己酸乙酯的合成提供了新的思路，为将合成生物学用于白酒生产菌株的选育做出了前瞻性的探究。

参考文献

[1] Optimization of ethyl hexanoate production in Saccharomyces cerevisiae by metabolic engineering. doi:10.1016/j.lwt.2022.114061