編譯／韋士塔

東京理科大學科學技術學院應用生物科學系的研究人員，開發出一種新型的酶（enzyme，又稱酵素），為天然香草醛（vanillin）的生產技術帶來重大突破。

香草帶有宜人甜味，是食品、化妝品中使用最廣泛的調味化合物之一，香草醛則是香草萃取物中的主要化合物，主要來源是香草植物的種莢。不過，種植香草所需的氣候、土壤條件相對較為嚴苛，也導致其產量、種植地區受限，進而使香草價格居高不下。

市面上已有以化學技術合成的香草香精，價格低廉，但其風味無法與天然香草萃取物比擬，天然香草的需求依然強勁。由於天然香草的供應量遠遠無法滿足市場需求，價格也始終維持在高檔。

為了讓更多人能享受天然香草的美妙風味，東京理科大學的古屋俊樹教授（Toshiki Furuya）帶領研究團隊，開發出一種能由植物性的阿魏酸（ferulic acid）生成香草醛的酵素。

研究團隊在2024年5月把研究成果發表於《應用與環境微生物學》（Applied and Environmental Microbiology）期刊；依據研究報告，阿魏酸是一種植物性的抗氧化物，存在於多種蔬菜、水果、穀類中；古屋俊樹教授及研究人員指出，米糠及麥麩等農業廢棄物也含有大量阿魏酸，以此做為生產香草醛的原料，不僅有助減少廢棄物的數量，還能降低香草醛的成本。

古屋俊樹教授表示：「使用米糠和麥麩中的阿魏酸來生產香草醛，既簡單又環保，只需在室溫下把阿魏酸與我們開發的酵素混合，就能生成香草醛。」

研究團隊開發的酵素，運用基因工程技術修改氧化酶的分子結構；這種氧化酶稱為「醛脫醯加氧酶」（Aldehyde deformylating oxygenase , ADO），在其天然狀態下，並無法把阿魏酸轉化為香草醛，但研究團隊不斷試驗，調整醛脫醯加氧酶的結構，並研判醛脫醯加氧酶的氨基酸變化，最終成功穩定基改醛脫醯加氧酶的化學反應，並與阿魏酸產生相互作用。

古屋俊樹教授指出，研究人員經過一系列實驗及優化技術，選出活性較高的突變蛋白；基因改造後的醛脫醯加氧酶，不須任何輔助就能進行轉化，且催化效率優於其他天然酵素。最關鍵的是，此反應僅需在室溫下混合酵素、阿魏酸及空氣即可完成，製程簡單、永續並具有商業化潛力。

新型酵素能轉化阿魏酸，也能轉化香豆酸（p-coumaric acid）及芥子酸（sinapic acid），這兩種化合物都是木質素分解產生的化合物。木質素是常見的農業廢棄物，若能將其轉化應用，將可實現廢棄物減量的永續效應。

古屋俊樹教授表示，最新酵素能把數量龐大的阿魏酸轉化為香草醛；因此，東京理科大學的研究成果，在生成香草醛的商業化前景值得期待，也將為減少碳足跡提供另一種永續方法。