Udnyttelse af safranfarvens kraft til mad og fremtidige behandlinger

Safran er verdens dyreste krydderi. Normalt opnået fra stigmatiseringen af ​​Crocus sativa-blomster, kræver det 150.000-200.000 blomster at producere et kilogram safran. Nu har KAUST-forskere fundet en måde at bruge en almindelig haveplante til at producere safrans aktive ingrediens, en forbindelse med vigtige terapeutiske og fødevareindustrielle anvendelser.

Farven på safran kommer fra crociner:vandopløselige pigmenter afledt af carotenoider ved en proces, der katalyseres af enzymer kendt som carotenoid spaltningsdioxygenaser (CCD'er). Crociner forekommer også, om end i meget lavere mængder, i frugterne af Gardenia jasminoides, en prydplante, der bruges i traditionel kinesisk medicin.

Crociner har et højt terapeutisk potentiale, herunder deres rolle i at beskytte neurale celler mod nedbrydning, såvel som deres antidepressive, beroligende og antioxidante egenskaber. De har også en vigtig rolle som naturlige fødevarefarvestoffer.

Høst og forarbejdning af håndplukkede stigmaer af safran er meget arbejdskrævende. Desuden dyrkes safran kun i begrænsede områder af Middelhavet og Asien. Så der er stor efterspørgsel efter nye bioteknologiske metoder til at producere disse forbindelser i store mængder.

KAUST-forskere identificerede et meget effektivt carotenoid-spaltningsdioxygenase-enzym fra Gardenia jasminoides, der producerer crocin-precursoren crocetin-dialdehyd. De har nu etableret et system til undersøgelse af CCD-enzymatisk aktivitet i planter og udviklet en multigenteknologisk tilgang til bæredygtig bioteknologisk produktion af crociner i plantevæv.

"Enzymet, vi har identificeret, og multigenteknologistrategien kunne bruges til at etablere en bæredygtig plantecellefabrik til crocinproduktion i vævskulturer af forskellige plantearter," siger hovedforfatter til undersøgelsen Xiongie Zheng.

"Vores bioteknologiske tilgang kan også bruges på afgrøder, såsom ris, til at udvikle crocinrig funktionel mad."

Teamleder Salim Al-Babili siger, at undersøgelsen baner vejen for effektiv bioteknologisk produktion af crociner og andre højværdiforbindelser afledt af carotenoider (apocarotenoider) som lægemidler i grønt væv såvel som andre stivelsesrige planteorganer. Det fremhæver også bidraget af funktionel diversificering blandt CCD-gener til den uafhængige udvikling af alternative apocarotenoid-biosynteseveje i forskellige planter.

"Det meste af vores viden om CCD enzymatisk aktivitet og substratspecificitet kommer fra eksperimenter med E.coli, der er udviklet til at producere forskellige carotenoider," siger han.

"Funktionel karakterisering i planter, for eksempel ved at bruge en transgen tilgang, som vi har her, er vigtig for at udlede CCD'ers rolle i carotenoidmetabolisme og afsløre deres reelle bidrag til carotenoid/apocarotenoidmønsteret."

Platformteknologien kunne bruges til at producere andre vigtige carotenoid-afledte forbindelser, herunder udbredte dufte og farvestoffer.

"Det kunne bruges til at producere for eksempel safranal og picrocrocin, som giver anledning til smagen og den karakteristiske aroma af safran. Disse kunne bruges som smagstilsætningsstoffer, og de har også et bioaktivt potentiale, der venter på udforskning," tilføjer Zheng.

Forskningen blev offentliggjort i Plant Biotechnology Journal . + Udforsk yderligere

Bedre ankerrødder hjælper afgrøder med at vokse i dårlig jord