贯穿全生命周期营养的PQQ，其不同的生产工艺间有何区别
贯穿全生命周期营养的PQQ，其不同的生产工艺间有何区别
PQQ（吡咯并喹啉醌）作为一种新兴的营养成分，近年来在国内外市场备受关注。它不仅具有强大的抗氧化能力，还在线粒体保护、器官修复、抗衰老等多个领域展现出独特的健康益处。本文将为您详细介绍PQQ的结构发现史、生产工艺及其在食品领域的应用前景。
图源：摄图网
PQQ的结构发现史
PQQ学名为吡咯并喹啉醌二钠盐，全名为：4，5-二氢-4，5二氧-1-氢吡咯并(2，3-f)喹啉-2，7，9-三羧酸。令人惊讶的是，这种物质的历史可能比地球还要悠久，堪称真正的“天外来客”。后来，自然界中的微生物通过进化获得了合成PQQ的能力，展现了基因的神奇力量。
直到20世纪60年代，科学家才首次发现PQQ的存在，并证实它在微生物中作为葡萄糖和甲醇脱氢酶的有机辅酶发挥作用。这一发现不仅揭示了一种新的氧化还原酶辅酶，还预示着酶学领域将出现一个新的分支——醌酶。然而，关于PQQ是否参与哺乳动物电子传递链辅酶的问题，学术界至今仍存在争议。
直到1979年，美国科学家Salisbury和Westerling利用质谱和X衍射技术确认了PQQ的结构。研究表明，PQQ属于含氮醌类化合物，具有吡咯、喹啉环和醌式结构，并含有N-取代和三个羧酸结构。这种独特的结构赋予了PQQ三种形态：氧化态醌型（PQQ）、半醌型（PQQH）和氢醌型（还原型），它们可以通过转移电子和质子相互转化，从而实现连续的抗氧化循环。
由于PQQ含有三个羧基，其在水溶液中呈现弱酸性。通过在不同pH条件下与钠离子结合，可以形成PQQ、PQQNa、PQQNa2、PQQNa3四种成盐形式。其中，吡咯并喹啉醌二钠盐（PQQNa2）在食品领域应用最为广泛，主要因其良好的溶解性、吸收率及温和的pH范围。
PQQ的生产工艺
目前，获得商业化PQQ原料主要有两种方式：有机化学合成法和微生物发酵法。
有机化学合成法
PQQ可以通过化学合成获得，但这一过程使用了大量自然界不存在的化工原料和中间体，成品中可能含有特有杂质。化学合成过程中使用的高危化学溶剂和未知杂质，可能对人体健康和环境造成潜在风险。
微生物发酵法
自然界中许多微生物能够合成PQQ，其中以甲基营养菌最为典型，如脱氮生丝微菌和食葡萄糖食甲基菌。这些菌株具有以下优势：
- 生物安全性高
- PQQ合成表达量大
- 能够分泌到胞外，且发酵液上清相对干净
研究人员通过筛选安全可靠的菌株，优化发酵补料工艺，成功实现了PQQ的高效生产。目前，美琪健康通过自主筛选的菌株，配合优化后的发酵工艺，已实现1000ug/ml以上的效价，归一化纯度达到70%以上。
PQQ的分离纯化
无论是通过化学合成还是微生物发酵获得的PQQ，都需要经过提取纯化。发酵法制备的PQQ发酵液稳定性较差，需要及时处理以避免降解。美琪健康通过酸化和多级膜处理工艺解决了这一问题，并采用层析纯化和水相结晶工艺，获得稳定的PQQ成品。
结语
PQQ作为一种新兴的营养成分，其独特的抗氧化能力和广泛的健康益处使其在食品和保健品领域展现出广阔的应用前景。随着生产工艺的不断优化和应用研究的深入，PQQ有望为人类健康带来更多惊喜。