[發明專利]提高甜高粱燃料乙醇廢釀酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法

有效

• 申請號: 201110338051.1
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102391998A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 凌豐;丁文勇;孫愛君;宋彥霞;岳美琪
• 申請（專利權）人: 中興能源（天津）有限公司
• 主分類號: C12N9/08
• 分類號: C12N9/08;C12P7/06;C07H19/167;C07H1/08;C12R1/865
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明涉及一種提高甜高粱燃料乙醇廢釀酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法。

背景技術

利用甜高粱莖稈糖汁發酵生產燃料乙醇是促進非糧作物生產燃料乙醇產業化發展的主要方向。達到產業化要求的液態法甜高粱莖稈生產燃料乙醇工藝技術已經形成，并獲得國家專利保護，其清醪發酵的工藝特點，可以得到高密度高活性的釀酒酵母。在現有技術條件下，副產品廢釀酒酵母常用作飼料原料，附加值很低。已有的研究表明釀酒酵母胞內積累S-腺苷-L-甲硫氨酸的能力要比其它微生物高很多，是目前工業化發酵生產S-腺苷-L-甲硫氨酸的首選原料。釀酒酵母中超氧化物歧化酶的含量也遠高于其它真菌，是未來發展工業化發酵生產超氧化物歧化酶的廉價原料。

S-腺苷甲硫氨酸，又稱S-腺苷蛋氨酸(S-Adenosylmethionine，簡稱SAM)，廣泛存在于動物、植物和微生物體內，是人體內的一種重要生理活性物質，它主要作為轉甲基和轉硫基、轉氨丙基三種代謝途徑的前體，參與了人體內40多種生化反應。SAM可以預防肝癌發生，對治療慢性肝炎及肝硬化效果非常好，是國內外公認的最佳治療肝病的醫藥，可以顯著降低肝病的死亡率。能促進軟骨組織的形成和損傷愈合，可用于關節炎的治療。還具有調節神經中樞系統的功能，治療早老性癡呆癥以及抑郁癥，對各種抑郁癥有特殊療效，見效快、無成癮性以及耐受性好等優點。此外，由于其具有修復纖維化皮膚細胞的作用，被廣泛應用于多種化妝品。

SAM可以由化學合成、體外酶促合成或經微生物發酵生物合成三種途徑得到，SAM的旋光性及其不穩定性大大降低了化學合成法的可能性。酶催化合成法是以ATP和L-甲硫氨酸為底物，在SAM合成酶的催化下合成SAM，但是ATP價格昂貴，而且生物細胞中SAM合成酶的濃度很低，造成生產水平不高，提取困難，生產效率很低，成為大規模酶催化生產SAM的限制因素。釀酒酵母屬微生物(S.cerevisiae)具有較高的過量積累SAM的能力，上世紀六十年代末，國際上就開始研究利用釀酒酵母生產SAM的生產工藝，我國是從七十年代末開始進行此項技術的研發工作，但因發酵水平低、分離純化成本過高，至今未能工業化，相關藥物目前在國內還沒有生產，完全依靠進口，開發利用釀酒酵母生產高產、高質、價廉的SAM生產工藝顯得極為迫切。

超氧化物歧化酶(Superoxide?dismutase，簡稱SOD)是一種廣泛存在于動植物、微生物中的金屬酶，能專一催化超氧陰離子自由基O^2-·發生歧化反應，從而清除O^2-·。這一功能，使它能防御氧毒性，增強機體抗輻射損傷能力，因此可作為抗衰老、抗炎癥、自身免疫疾病患者廣泛應用的醫藥品。此外，SOD對治療貝切特氏癥、心肌梗塞等血虛性心臟病、膠原病、新生兒呼吸困難綜合癥、防御放射性傷害等也有療效。

國內外目前商品SOD主要從動物血液及臟器中提取，容易受原料來源、得率、產品質量不穩定及安全性等方面的限制，歐盟從1997年1月起禁止使用動物SOD。植物SOD的制備和動物SOD的制備一樣，具有工藝復雜，成本較高的劣勢，限制其規?；a。與動植物SOD的制備相比，用微生物為原料制取SOD具有原料便宜易得，可以規?；a。釀酒酵母SOD的含量高于其它真菌，并且酵母細胞沒有內毒素污染問題，從酵母中提取Cu/Zn-SOD較從其它動物血液中提取的最大特點是不存在抗原反應、成本低，酵母產SOD具有很好的使用價值。

國內對SOD的研究起步較晚。目前，國內生產商品SOD仍然主要是從豬血或牛血中提制的，對微生物SOD的研究還處于實驗室階段。

僅可查到《甜高粱莖稈汁液制取乙醇及酵母超氧化物歧化酶的方法》一項專利(專利號：200710047685.5)，該專利中所述技術僅可提取SOD一項產品。

目前國內外未見到以提高SAM和SOD生物合成量為目的的甜高粱莖稈汁液發酵生產燃料乙醇的副產品釀酒酵母活化技術的相關報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種提高甜高粱燃料乙醇廢釀酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法，通過優化廢釀酒酵母活化培養基及活化培養條件，可同時提高廢釀酒酵母中SAM和SOD的生物合成量。

本發明的技術方案概述如下：

提高甜高粱燃料乙醇廢釀酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法，包括如下步驟：