[發(fā)明專利]一種生物降解番茄紅素生成6?甲基?5?庚烯?2?酮和異辛二烯酮的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610763868.6
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106367444B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊雪鵬;孫建宏;葉建斌;汪芳芳;馬科;毛多斌
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: C12P7/26
• 分類號: C12P7/26;C12R1/085
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務(wù)所(普通合伙)41122
• 代理人: 張愛軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物降解番茄紅素的方法，特別涉及一種利用蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮的方法，屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

番茄紅素是一種不含氧的類胡蘿卜素，又稱ψ-胡蘿卜素，由于最早從番茄中分離制得，故稱番茄紅素。番茄紅素主要存在于茄科植物西紅柿的成熟果實中，是眾多香味物質(zhì)的前體物。例如，六氫番茄紅素可經(jīng)降解分生成茄酮、甲基辛烯酮及其衍生物、香葉基丙酮或金合歡基丙酮等芳香物質(zhì)，這些芳香物質(zhì)是植物花香和果香的來源，且香氣閾值很低，在制備香精香料方面具有重要價值。

番茄紅素的降解方法有三種，分別為物理降解即熱裂解法，化學(xué)降解即氧化降解法和生物降解法。目前關(guān)于番茄紅素降解的報道主要集中于物理降解和化學(xué)降解，而生物降解法尤其是利用酶和微生物來降解番茄紅素產(chǎn)生香味物質(zhì)的研究還很少。生物法降解番茄紅素與物理降解和化學(xué)降解相比較具有以下兩個方面的顯著優(yōu)點：首先生物法降解利用了酶催化的專一性，得到成分相對單一的香味物質(zhì)。其次，生物法降解得到的香味物質(zhì)被認(rèn)定為“天然成分”。因此，生物降解番茄紅素越來越受到大家的關(guān)注。

蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus strain)是芽胞桿菌屬(Bacillus)中的一種。蠟狀芽胞桿菌廣泛的存在于土壤、水、空氣以及動物腸道等處，是典型的菌體細(xì)胞。蠟狀芽孢桿菌可產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，抑制有害微生物的繁殖，降解土壤中的營養(yǎng)成分，改善生態(tài)環(huán)境；可產(chǎn)生細(xì)菌蛋白酶；可用于麻脫膠，是各種抗生素抗菌活性的測定菌；可用于明膠液化，牛奶胨化，還原硝酸鹽，水解淀粉。但是未有文獻(xiàn)報道其可以降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種生物降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮的方法，該方法利用蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素，能夠得到具有香味的物質(zhì)6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮，方法簡單、轉(zhuǎn)化率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種生物降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮的方法，所述的方法是利用蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮。

具體的，所述的方法是將番茄紅素溶液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中，再加入蠟狀芽孢桿菌種子液，蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮。

優(yōu)選的，所述的方法是將番茄紅素溶液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中，至番茄紅素的終濃度≤500mg/L，再加入蠟狀芽孢桿菌種子液，蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮。

所述的番茄紅素溶液的制備方法為：將200mg番茄紅素分散在2g吐溫80中，得到番茄紅素分散液，再將番茄紅素分散液溶解在400mL二氯甲烷中，溶解完全后將二氯甲烷減壓蒸出，減壓蒸出后的殘留物溶解在10mL乙醇中即得。

所述的蠟狀芽孢桿菌種子液與發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為1-2:100。

所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為：酵母粉3g、蛋白胨10g、NaCl 10g、葡萄糖1g、蒸餾水1L；pH 6.5-7.5。

所述的蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素的條件為：30-37℃、150-200r/min搖床培養(yǎng)65-75h。

優(yōu)選的，所述的蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素的條件為：35℃、150r/min搖床培養(yǎng)72h。

本發(fā)明利用的番茄紅素降解生成6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮的路徑圖見圖1。

本發(fā)明的有益效果：

1、6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮是重要的香味物質(zhì)，廣泛使用在日化香精和煙用香精中，在煙草中添加少量的6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮就能夠很大程度上提升煙草品質(zhì)。本發(fā)明首次采用蠟狀芽孢桿菌降解番茄紅素，生成香味物質(zhì)6-甲基-5-庚烯-2-酮和異辛二烯酮，開辟了微生物降解番茄紅素生成香味物質(zhì)的新途徑，具有反應(yīng)條件溫和、易分離、綠色環(huán)保等特點。

2、本發(fā)明的發(fā)酵培養(yǎng)基是通過反復(fù)篩選，最終得到的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基。本發(fā)明的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基，能夠提高蠟狀芽孢桿菌的活性，從而提高番茄紅素的降解率。采用本發(fā)明的發(fā)酵培養(yǎng)基，使番茄紅素降解率從最初的48.3％提高到74.8％，與初始的發(fā)酵培養(yǎng)基相比提高了54.9％。