Δ12/Δ15脂肪酸脱饱和酶在发酵食品中应用的研究进展

吴 琛，姜 楠，田文雪，王儒红，栾滨羽，史海粟，武俊瑞，乌日娜，岳喜庆

（沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

Δ12/Δ15脂肪酸脱饱和酶（Δ12/Δ15 fatty acid desaturase，FADS12/15）几乎存在于所有生命体中，具有高度保守性，其在脂肪酸需氧合成途径中催化必需脂肪酸（essential fatty acid，EFA）的合成，调控多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）的从头合成和长链多不饱和脂肪酸合成、调节ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸比例，促进其发挥益生作用。随着生物技术的发展，选取高催化活性的植物、动物和微生物FADS12/15基因进行过表达，提高亚油酸（linoleic acid，LA，）和α-亚麻酸（α-linolenic acid，ALA，）水平，为EFA和长链多不饱和脂肪酸传统合成提供了新方法。发酵食品作为实验中可控制的微生物生态系统，其微生物多样性为FADS12/15基因工程菌构建提供了便利条件。在此基础上，选用优良发酵菌株构建高产不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）工程菌株，应用于食品发酵工业，将满足消费者对功能食品的需求。

1 FADS12/15催化机理及其关键作用

FADS12由协调催化中心的3 个高度保守的组氨酸序列（HX3～4H、HX2～3HH、H/QX2～3HH）编码[1]，属于膜结合脱饱和酶，在脂肪酸代谢和维持细胞膜功能中具有重要作用[2-7]。FADS12作为PUFA合成的关键限制酶，通过胞质结构域和跨膜螺旋1中的残基与油酸（oleic acid，OA，亲水性辅酶A基团通过静电相互作用形成氢键，催化OA-LA反应[8-10]。OA是EFA合成中首个UFA，具有双重作用[11]；LA作为ω-3和ω-6途径合成花生四烯酸（ara chidonic acid，AA，、二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA，、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA，等的UFA底物，具有重要生理作用和工业价值[12-21]，因此，FADS12的催化作用在脂质代谢和人体健康中发挥不可替代的功能。FADS12广泛分布在几乎所有植物和微生物中，除无脊椎动物外，在大多数动物中不存在[22-25]，不同物种间催化活性各不相同[26]，植物中最高催化活性为93.80%（红花，Carthamus tinctorius）、酵母中最高为94.00%（巴斯德毕赤酵母GS115，Pichia pastorisGS115）、霉菌中最高为88.00%（高山被孢霉1S-4，Mortierella alpine1S-4）、藻类中最高为99.42%（小球藻NJ-7，Chlorella vulgarisNJ-7）。

FADS12在脂肪酸代谢中为UFA合成提供最初底物，而UFA在膜结构和功能方面起重要作用，调节参与脂质代谢的蛋白质基因转录，调控脂肪酸脱饱和酶和延伸酶的表达。近年来，对于微生物和植物中的FADS12研究繁多，微生物源FADS12/15基因的鉴定、功能分析、催化活性的提高等增加EFA和UFA含量的生物技术手段应用广泛。FADS12/15在生产LA、积累特定脂肪酸、改善脂肪酸组成、提高生物膜流动性及耐受性中扮演不可或缺的角色[27-33]，通过基因工程等手段促进不同物种间FADS12/15基因的高效表达，提高FADS12/15催化活性对于食品发酵行业的发展意义重大。

2 FADS12/15参与脂肪酸代谢途径

脂肪酸脱饱和酶可分为3 类：1）酰基-酰基载体蛋白脱饱和酶；2）酰基-脂质脱饱和酶；3）酰基-辅酶A脱饱和酶。FADS12/15属于酰基-脂质脱饱和酶，其参与脂肪酸代谢途径如图1所示。高等真核生物细胞膜中PUFA合成主要通过FADS12和FADS15参与的代谢途径[35-36]，在此基础上以LA和ALA为核心底物，通过系列脂肪酸脱饱和酶、延伸酶和异构酶催化合成PUFA[37-39]。

图1 FADS12/15参与脂肪酸代谢途径[34]Fig.1 Fatty acid metabolism pathways in which FADS12/15 are involved[34]

FADS12催化OA转化为LA，在OA碳链的第9位碳原子和甲基端碳之间，利用细胞色素b5和NADH-细胞色素b5还原酶系统提供的两个电子和一个氧分子，完成第12位碳双键的引入，产生LA。LA作为必需多不饱和脂肪酸，在FADS15和其他脂肪酸脱饱和酶代谢作用下产生ALA、γ-亚麻酸（γ-linolenic acid，GLA，、共轭亚油酸（conjugated linolenic acid，CLA，、AA、EPA、DHA等对哺乳动物具有重要功能的长链和超长链脂肪酸[40-48]。这些脂肪酸与甘油结合形成三酰基甘油，长链的三酰基甘油在小肠中被胰脂肪酶水解，产物2-单酰基甘油与其他脂肪酸溶解在胶束中由小肠黏膜细胞吸收，重新合成为三酰基甘油，形成乳糜微粒，通过乳腺淋巴管释放参与循环，运输至周围组织，完成脂肪酸的消化吸收与代谢[49-50]。

根据距离碳链甲基端最近双键的位置，UFA又可分为ω-3和ω-6 PUFA[51-52]，对人体生长发育、认知功能和视觉功能、调节基因表达、膜磷脂活性至关重要，但两者及其衍生物在功能上略有差异[53-56]。ω-3 PUFA与癌症、炎性疾病、脂肪肝、自身免疫反应和心血管疾病、糖尿病、肥胖等慢性病发病率密切相关[57-65]，ω-6 PUFA中的AA、双高-GLA是重要的前体物质，AA衍生物类花生酸具有炎性[66-67]，EPA、DHA则具有抗炎性作用。ω-6脂肪酸可在相应的脱饱和酶作用下转化为ω-3脂肪酸，两者的前体脂肪酸分别为LA和ALA，因此，催化LA和ALA形成的FADS12/15在调节UFA比例、EFA分布中具有重要作用[68]。

3 FADS12/15生物来源

历年来，FADS12/15因其在复杂的脂肪酸代谢中的关键作用一直被众多研究者关注，近10 年来，对FADS12/15的研究逐渐由代谢机理向基因水平扩展。其中以基因工程和酶工程为核心的生物技术是最重要的研究手段，鉴定FADS12/15基因、探究FADS12/15功能性、提高不同生物中FADS12/15基因表达水平已成为研究热点。通过对植物、动物和微生物来源的FADS12/15基因进行修饰表达来提高该酶活性的研究趋势日益发展[69-71]，许多基因工程油料作物、动物和海洋微生物已通过成功表达FADS12/15基因，显著提高LA、ALA、GLA、CLA等脂肪酸在不同物种中的积累。Wang Yanan等[33]发现在产油红东酵母菌（Rhodosporidium toruloides）中过表达高山被孢霉（M.alpina）和镰刀菌（Fusarium verticillioides）FADS12基因后，LA含量增加为原来的5 倍；Zhang Yao等[72]通过使FADS6和FADS12基因在卷枝毛霉（Mucor circinelloides）中同源过表达将GLA含量提高至总脂肪酸的43%，高出对照菌株38%；Lamers等[30]通过在许旺酵母（Schwanniomyces occidentalis）中同源和异源过表达FADS12基因，使LA含量提高至0.08 g/g生物量。

目前，不同物种中FADS12/15的鉴定体系已较为成熟，其脂肪酸代谢功能研究步骤完整，FADS12/15与人体健康之间的联系[73-76]、自身催化作用的底物选择性研究趋势不断扩大，应用基因工程等现代生物技术提升不同物种FADS12/15活性水平，促进发酵食品原料和发酵菌种应用效益，对未来发酵食品发展意义重大。

3.1 植物来源FADS12/15

植物中FADS12/15以微粒体脂肪酸脱饱和酶形式存在，根部FADS12/15含量受环境因素影响而呈显著波动变化[77]，茎和叶中FADS12/15位于叶绿体，含量微少。植物种子和果实是油脂的主要来源，FADS12/15含量丰富[78]。众多植物中，油料作物是迄今为止最重要植物基油脂来源，但不同油料作物中FADS12活性差异明显，脂肪酸的组成和含量差异巨大。大麻（Cannabis sativa）中FADS12催化活性最高，为72.00%，而同为油料作物的花生和油棕仅为29.41%和27.56%（表1）。过去20 年内，研究者进行了大量工作破译编码脂肪酸生物合成中重要的酶基因，且进展显著[79-82]。近几年，植物生物技术的发展为FADS12/15研究带来新契机，基因工程和分子遗传学在提高植物脂肪酸含量中的应用促使对植物FADS12/15的研究上升至崭新的高度[83]，尤其是根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）的高基因整合率、表达水平稳定的特点有利于FADS12/15基因表达，极大地促进了植物中FADS12/15代谢机理研究。

表1 植物来源FADS12/15催化活性Table 1 Catalytic activity of plant-derived FADS12/15

3.2 动物来源FADS12/15

哺乳动物自身不能合成OA和LA，FADS12/15来源微少。如表2所示，线虫FADS12催化活性在6.25%～88.43%之间，秀丽隐杆线虫和异线虫具有FADS15催化活性，无脊椎动物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是最具代表性的FADS12/15来源动物[93-96]。C.elegans以细菌为食，拥有合成二十碳四烯酸和EPA所需的全部酶类[97]。不同于传统哺乳动物和陆地动物，C.elegans可以利用FADS12将OA转化为LA，通过FAT-1ω-3脱饱和酶催化ω-6脂肪酸转化为ω-3脂肪酸，提高ω-3/ω-6 PUFA比例[98-101]，其作为FADS12来源的潜在动物[102]，喂食高产饱和或单不饱和脂肪酸细菌，定向、高效合成LA、AA和EPA具有广阔前景。金小蜂、烟夜蛾、灰斑古毒蛾、白薯天蛾和臭椿皮蛾等昆虫中FADS12/15含量丰富[103]，但不能被有效利用，而蚕蛹中高活性FADS12/15可使其ALA相对含量达到72.80%，成为补充EFA的优质动物来源。FADS12/15在三文鱼、硬骨鱼[104]、罗非鱼[105]、鲑鱼[106]、鲶鱼[107]等海洋鱼类中调控脂肪酸代谢途径，这些鱼类ω-3/ω-6 PUFA含量丰富，是膳食获取FADS12/15和PUFA的重要海洋资源。

3.3 微生物来源FADS12/15

3.3.1 FADS12/15细菌来源

细菌中存在FA D S 1 2 的菌种有金黄色葡萄球菌ATCC 34304（Thraustochytrium aureumATCC 34304），催化活性为35.80%[109]。双歧杆菌（Bifidobaacterium lactobacillus）、丙酸杆菌（Propionate bacillus）、乳杆菌（Lactobcaillus）、乳球菌（Lactococcus）等益生菌中多为共轭脂肪酸异构酶研究[110]，细菌来源的FADS12/15研究报道较少，在最常用的活性功能鉴定宿主细菌大肠杆菌（Eschrichia coli）中也鲜见FADS12/15相关报道。大肠杆菌TOP 10（E.coliTOP 10）和大肠杆菌DH5α（E.coliDH5α）是应用广泛的表达宿主菌株，将FADS12/15基因克隆连接到pGEM-T[111]、pUC57[112]、pMD18-T[113]、pMLD30[114]等载体中，导入感受态大肠杆菌TOP 10（E.coliTOP 10）或大肠杆菌DH5α（E.coliDH5α）中是确定FADS12/15特性及功能性的首要研究步骤。目前，众多学者使用大肠杆菌TOP 10（E.coliTOP 10）或大肠杆菌DH5α（E.coliDH5α）作为模式菌株，鉴定目标基因为具有编码FADS12/15活性功能的酶基因，通过构建FADS12/15-载体表达系统提高催化活性或改变产油脂菌株原有脂肪酸组成，积累不饱和脂肪酸以增加菌株的应用价值已成为常规研究思路。

3.3.2 FADS12/15酵母菌来源

在酵母中，FADS12/15主要来自巴斯德毕赤酵母（P.pastoris）、解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）、斯氏油脂酵母（Lipomyces starkeyi）、林油脂酵母（Lipomyces kononenkoae）、近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis）、多形汉逊酵母（Hansenula polymorpha）和解脂假丝酵母（Candida lipolytica），菌株间催化活性相差较大（表3）。一些常见工业化酵母一般只含有一种脂肪酸脱饱和酶或极少含有脂肪酸脱饱和酶。与细菌FADS12相似，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中只含有一种OLE1基因编码的位于内质网膜上的FADS9，在正常生长条件下，不能产生LA和亚麻酸（ALA和GLA）[115]，因此不含有FADS12。在解脂耶氏酵母（Y.lipolytica）、斯氏油脂酵母（L.starkeyi）和巴斯德毕赤酵母（P.pastoris）中，FADS12催化活性分别为82.49%、80.31%和46.40%，C.lipolytica中仅为11.00%。巴斯德毕赤酵母GS115（P.pastorisGS115）自身存在的FADS12/15与其他真菌FADS12具有高度一致性，并与克鲁维酵母（Saccharomyces kluyveri）FADS15具有57%的一致性，具有双重脱饱和酶活性，这解释了其催化活性高达94.00%。

表2 线虫FADA12/15催化活性Table 2 Catalytic activity of nematode-derived FADA12/15

表3 酵母菌来源FADS12/15催化活性Table 3 Catalytic activity of yeast-derived FADS12/15

3.3.3 FADS12/15霉菌来源

微生物中霉菌为FADS12/15的重要来源，丝状产油真菌高山被孢霉属合成大量PUFA和C18脂肪酸，作为主要研究霉菌，M.alpine中的脂肪酸脱饱和酶研究广泛，其FADS12是第一个克隆非植物来源FADS12基因的实例[123]。如表4所示，霉菌来源FADS12/15在毛霉属中分布比例较大，高山被孢霉属为主要来源。Shi Haisu等[124]总结了高山被孢霉属生产PUFA的关键优势，并证明高山被孢霉ATCC 32222（M.alpineATCC 32222）Δ6脂肪酸脱饱和酶具有ALA底物偏好性，为M.alpineFADS12/15在PUFA研究提供重要方向。不同种属FADS12催化活性在17.60%～88.70%之间，在不同温度条件下催化活性存在差异，其中M.alpine1S-4的FADS12催化活性最高，为88.70%。M.alpine1S-4长期以来被应用于工业生产AA[125]，近年来，众多研究者通过同源或异源表达M.alpine1S-4的FADS12/15基因，改造受体菌株脂肪酸组成，人为定向生产PUFA，成功扩展了FADS12/15在EFA生产中的应用。

3.3.4 FADS12/15藻类来源

FA D S 1 2/1 5 在小球藻（C.v u l g a r i s）、蓝藻（C y a n o b a c t e r i a）、绿藻（G re e n a l g a）、莱茵衣藻（Ch ala mydomonas reinhardtii）、微拟球藻（N a n n o c h l o ro p s i s o c e a n i c a）、罗德衣藻（Chlamydomonas raudensis）和等鞭金藻（Isochrysis g a l b a n a）中存在。如表5 所示，除等鞭金藻（I.galbana）外，其他藻类FADS12催化活性均在58.00%以上，C.vulgarisNJ-7高达99.42%。藻类是FADS12/15和ω-3脂肪酸的潜在海洋资源来源[134]，其脂肪酸组成受培养模式[135]、营养压力[136]和环境因素[137]显著影响，氮源是影响藻类FADS12/15基因转录水平的有效因素[138-139]，通过氮饥饿或氮剥夺促进FADS12/15基因表达，对扩大藻类FADS12/15来源意义重大[140-144]。大部分藻类FADS12/15代谢产物LA或ALA相对含量低于10%，不同温度、盐分、光照和生长阶段都会对FADS12/15参与的脂肪酸代谢产生显著影响，合理调节藻类生长条件提高FADS12/15活性，有利于推动FADS12/15在海洋资源中的应用。

4 FADS12/15在发酵食品中应用

4.1 发酵乳制品

4.1.1 酸奶

酸奶制作的主要动物乳源是牛乳，其次是羊乳和驴乳，牛乳中自然含有FADS12/15，但在常规条件下活性有限，LA和ALA含量微少。长期食用酸奶可提高人体ω-6脂肪酸水平[151]，但羊乳中FADS12/15代谢活性较低，缺少对人体健康有益的长链脂肪酸因子，使其发酵制品消费受到限制，膳食补充弥补FADS12/15活性不足以增加PUFA摄入量是重要的替代方法[152]。酸奶在发酵过程中pH值影响FADS12/15分子催化活性区解离状态和底物解离状态，致使短链和中链脂肪酸含量逐渐增加而PUFA含量缺乏[153]，选用高活性FADS12/15基因工程益生菌增补脂肪酸含量在酸奶中的应用将发挥重要作用。此外，补充油性饲料和调控粗、精饲料比例促进原料乳FADS12/15基因表达[154-156]，添加耐酸性FADS12/15益生菌株发酵剂提高FADS12/15活性，补加OA、LA等底物脂肪酸[157]和植物油脂[158]，丰富EFA种类和含量等方法为FADS12/15在酸奶中应用提供有效手段[159-161]。

表4 霉菌来源FADS12/15催化活性Table 4 Catalytic activity of mold-derived FADS12/15

表5 藻类来源FADS12/15催化活性Table 5 Catalytic activity of algae-derived FADS12/15

4.1.2 干酪

干酪制作主要选用羊乳（山羊乳、绵羊乳）、牛乳（水牛乳、牦牛乳、奶牛乳）或混合乳[161]。原料乳中的脂肪是影响干酪风味、质构、色泽和稳定性的重要成分[162]。脂肪中的PUFA是干酪发挥益生作用的健康因子，饮食调整提升FADS12/15催化活性、丰富PUFA含量是有效策略[163-169]。Petkov[170]和Borkova[171]等给母羊喂食富含ω-3/ω-6 PUFA藻类，调节FADS12催化活性，增补羊乳中长链脂肪酸；Vargas-Bello-Perez等[172]通过给予奶牛橄榄油补充饮食，促进了FADS15基因表达，增加了干酪中ALA含量。近年来，干酪中有益脂肪酸含量提升的可行性已成为关注重点，FADS12/15研究对于增加CLA、ω-3/ω-6 PUFA含量，满足消费者的健康需求意义重大[173-175]。但食用干酪后脂肪酸是否能够突破人体消化屏障，如何参与体内脂肪酸代谢等问题证据尚不充足，FADS12/15在干酪中研究意义深远。

在泌乳初期得到的富含OA的原料乳中添加高产FADS12/15发酵菌株，富集LA和ALA，对提升干酪品质和营养价值至关重要[176-177]。在此基础上，结合基因工程技术，Sakuradani等[123]构建米曲霉宿主-载体系统表达FADS12基因，修饰米曲霉中脂肪酸组成，拓展了FADS12/15在干酪中的应用。此外，Luo Xue等[68]成功鉴定出白霉干酪中白地霉FADS12基因具有双功能特性，可分别催化OA、LA产生LA和ALA；Mano等[178]引入ω-3脂肪酸脱饱和酶基因进行工程设计获得解脂耶氏酵母（Y.lipolytica）基因工程菌株，将干酪乳清ALA含量提高至10.5 mg/g（以细胞干质量计），增加了基因工程技术在干酪中的综合利用效益。除上述FADS12研究外，其他干酪霉菌FADS12研究报道较少，FADS12在干酪中应用仍处于起始阶段。常用发酵剂菌种FADS12/15功能性鉴定和其活性提高将极大促进干酪营养价值和市场份额，扩展FADS12/15在发酵乳制品中应用。

4.2 发酵果蔬制品

4.2.1 泡菜

泡菜以卷心菜、萝卜、黄瓜等原料辅以各种调味料制作而成，是传统的乳酸菌发酵食品[179]，富含维生素、矿物质、益生菌和有机酸[180]，营养价值极高[181]。泡菜中乳杆菌属（Lactobacillus）、隐球菌属（Cryptococus）、小球菌属（Micrococus）和肠球菌属（Enterococci）含量丰富[182-184]，为原料发酵提供了丰富的酶系，FADS12/15的存在为泡菜风味和特有品质的形成作出重要贡献[185]。果蔬中内源性FADS12/15基因表达量受众多因素调控[186-188]，对其进行基因修饰极为困难，众多研究者将目光转向发酵菌种FADS12/15产量的提高。利用生物学技术扩大发酵微生物的FADS12/15基因表达量和催化活性机理的相关研究已陆续开展，梅甜甜等[189]利用具有FADS12/15活性序列载体转化S.cerevisiae成功提高催化活性，提升LA转化率至2.9%；张天缘[190]筛选S.cerevisiae作为表达宿主，通过构建紫苏FADS15基因原核表达载体，使ALA含量增加至0.91%。结合不同物种FADS12/15基因异源表达研究成果，借鉴已有成熟基因工程技术提升泡菜发酵菌株FADS12/15活性有望成为未来泡菜制作新趋势。

4.2.2 酸菜

酸菜主要以卷心菜或白菜为原料，经过乳酸菌发酵利用乳糖转化为乳酸，赋予酸菜独特的口感和风味。酸菜中优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变性菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria）[191-192]，优势细菌和真菌属为乳酸菌、乳酸杆菌属（Lactobacillus）、明串珠菌属（Leuconostoc）、假单胞菌（Pseudomonas）和德巴利酵母属（Debaryomyces）[193-196]，优势菌种为德氏乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、鸟杆菌（Lactobacillus aviarius）、库氏毕赤酵母（Pichia kudriavzevii）和汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）[197-199]。酸菜中丰富的细菌多样性为FADS12/15基因操作提供菌株来源，其含有的优势真菌为FADS12/15研究提供了高效可操作媒介，外源酶基因真菌表达系统相对细菌而言，具有翻译加工后修饰所需要的酶，在相关调控机制下更易形成有生物活性的酶构象，选用酸菜中优势真菌作为FADS12/15基因表达受体细胞，获得高生物活性FADS12/15，构建基因工程菌应用于酸菜发酵过程，对于蔬菜原料附加产值和营养功效的提高具有重要意义。

4.3 发酵豆制品

4.3.1 腐乳

腐乳是利用微生物法改变植物蛋白风味和营养的传统发酵食品，根据风味色泽可分为红腐乳、白腐乳、青腐乳。参与腐乳发酵微生物主要为毛霉菌属（Mucor）、根霉菌属（Rhizopus）、酵母菌和细菌属，曲霉菌属（Aspergilus）是重要微生物种属[200]。解春芝等[201]测定不同种类腐乳中主要脂肪酸为OA和LA，为FADS12/15活性研究提供了基础；程浩等[202]从毛霉腐乳中筛选分离单一发酵菌种进行脂肪酸组成分析，结合发酵条件优化促进FADS12/15分泌以增加生产用菌经济效益。FADS12/15研究应用于提升大豆种子油脂UFA含量，以富含UFA大豆为原料发酵生产腐乳，降低饱和脂肪酸对人体健康不利影响，这能有效调整传统腐乳益生功效，促进传统发酵食品行业发展[203]。近几年来，曲霉菌属（Aspergilus）中FADS12/15研究日趋广泛，其中米曲霉被认为是表达真核生物蛋白质最突出的宿主之一[204]，其外源表达系统越来越受到重视，结合基因工程技术优化表达系统，扩展米曲霉FADS12/15研究意义深远[205]。

4.3.2 豆酱

豆酱是传统的发酵豆制食品，主要发酵菌属为乳酸杆菌属（Lactobacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、四联球菌属（Tetragenococcus）、德巴利酵母菌属（Debaryomyces）、曲霉菌属（Aspergillus）、毛霉菌属（Mucor）和青霉菌属（Penicillium）[206-209]。在发酵过程中其微生物演替极为复杂，这为微生物FADS12/15研究带来困难，因此，豆酱中微生物FADS12/15研究报道尚少，但Pham[210]、Belie[211]和Tian Baoming[212]等通过植物生物技术将FADS12/15基因导入大豆植株幼苗，利用生长环境激发FADS12/15代谢通路，成功提高了大豆中FADS12/15含量。Bilyeu等[213]证明了大豆中含有的3 种ω-3脂肪酶基因能够提高亚麻酸水平，为提升大豆中FADS12/15活性研究奠定了基础，在此基础上优化加工工艺进一步促进大豆内源性FADS12/15基因表达，催化自身油脂代谢，富集UFA，将成为提高豆酱营养价值和益生作用的研究方向[214]。

4.4 发酵酒类

发酵酒类（白酒、啤酒、葡萄酒、果酒、黄酒、奶酒）主要微生物为霉菌属、酵母属、细菌属和放线菌属，丰富的微生物多样性为复杂的发酵代谢产物研究提供可能，脂质代谢产物对酒类风味影响明显，发酵酒中的脂肪酸主要是乙酸、丙酸、丁酸、己酸等短链脂肪酸，也有加入LA、ALA、GLA作为功能因子弥补FADS12/15不足的代谢缺陷，提高酒的健康功效。FADS12/15在酒中的研究还未能引起研究者足够的关注，但随着人们对健康功能饮品的追求，FADS12/15功能作用探索可作为未来的研究方向。以微生物作为媒介，通过生物技术手段改良发酵菌种FADS12/15活性，有望替代外源脂肪酸添加发挥益生作用。Kajiwara等[215]将拟南芥FADS12基因在S.cerevisiaeIFO 10150和INVSc1中表达，提高了S.cerevisiae的乙醇耐性，为发酵菌株FADS12活性研究提供了基础，常用发酵菌种H.polymorpha和C.lipolyticaFADS12/15催化活性已获得验证，进一步在高乙醇含量环境下调控FADS12/15生物活性，将为功能性白酒发展带来新希望。

5 结 语

FADS12/15来源广泛，种属间催化活性差异明显，是生理功能性PUFA生产的关键酶源。FADS12/15活性影响生物体内脂肪酸组成，但哺乳动物自身不能合成EFA，通过发酵食品摄入脂肪酸对人类健康影响意义重大。因此，FADS12/15在食品发酵工业中的应用越来越受到重视，利用FADS12/15生产LA，通过过表达提高微生物EFA、AA、EPA、DHA等功能性脂肪酸的积累，从而提升发酵食品营养功能的应用前景广阔；针对微生物自身分泌油脂特性，选取高活性FADS12/15基因，构建基因工程菌株应用于传统发酵食品，优化发酵工艺高效积累脂肪酸，提高产品功能性的发展潜力巨大；除传统发酵食品外，FADS12/15在干酪中的应用将进一步满足消费者对高端功能性食品需求，成为最具潜力的发酵应用。此外，深入研究发酵食品中优势微生物FADS12/15特性，提高产品UFA种类，增加产品益生作用符合现代食品发展的新趋势。