近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所微生物与酶工程科技创新团队通过多维度理性设计策略，成功开发出兼具优异热稳定性与耐酸性的工程酶突变体，该酶可高效降解食品加工中的玉米赤霉烯酮（ZEN）污染，为食品霉菌毒素降解酶的工业化应用奠定关键技术基础。相关研究成果发表在《食品化学（Food Chemistry）》。
ZEN是谷物中高发的霉菌毒素，因结构稳定且具有内分泌干扰性，常规物理、化学脱毒方法易导致营养流失或产生有毒副产物，成为威胁食品安全的重要隐患。ZEN内酯水解酶可特异性断裂ZEN的毒性结构域，但天然酶在食品加工的高温、酸性环境下易失活，难以满足工业需求。开发适配食品加工条件的高稳定性耐酸性工程酶，成为解决这一产业痛点的核心方向。
研究团队首先建立“能量计算-静电优化-进化共识-结构强化”的混合计算框架，通过ETSS、FoldX、Consensus Finder和PROSS等工具并结合二硫键设计筛选关键突变位点，设计并验证出最佳突变体R76Q/T217C-G242C。该突变体较亲本酶实现三重突破：55 ℃处理5分钟残留活性71%（提升10倍）、pH 5.0条件下活性超75%（提升25倍以上）、40℃功能半衰期延长121 min。更重要的是，在霉变白酒糟（酸性复杂基质）中，该突变体可去除95%的天然ZEN，远优于亲本酶69%的降解效率，充分验证了其产业应用潜力。
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所博士研究生李岚雪为论文的第一作者，涂涛研究员为论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和中国农科院重大任务等项目的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.147005
