[發(fā)明專利]一種發(fā)酵生產(chǎn)單葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710063529.1
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN106636290B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙偉;郭立純;楊瑞金
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P33/20
• 分類號: C12P33/20;C12R1/645
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發(fā)明公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)單葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和應(yīng)用，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以甘草酸為碳源，誘導(dǎo)籃狀真菌屬的真菌產(chǎn)生β?葡萄糖醛酸苷酶，可以在對環(huán)境友好的前提下，大量制備單葡萄糖醛酸甘草次酸。本發(fā)明的方法工藝簡單，成本低，GAMG產(chǎn)量達(dá)到4.05g/L,產(chǎn)率為88.00％，經(jīng)大孔樹脂純化后，其純度達(dá)到80％以上，產(chǎn)物純度高，不發(fā)生結(jié)構(gòu)異化，并具有生產(chǎn)周期短、易于操作、能耗低等優(yōu)點，適合與于后期的工業(yè)化生產(chǎn)的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)酵生產(chǎn)單葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和應(yīng)用，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

甘草為豆科甘草屬植物，是傳統(tǒng)的中草藥，其藥用部位為干燥的根及根莖。三萜類化合物甘草酸是甘草中的主要藥效成分，是目前甘草方向的研究重點，國內(nèi)外學(xué)者對其的深入研究表明，甘草酸(Glycyrrhizin,GL)具有一定的抗炎、保肝、抗病毒、抗過敏、降脂、抗動脈粥樣硬化、抗腫瘤、解毒等方面的作用。

單葡萄糖醛酸基甘草次酸(Glycyrrhetinic acid monoglucuronide,GAMG)，由一分子葡萄糖醛酸和一分子的甘草次酸通過糖苷鍵連接而成。其化學(xué)式為C₃₆H₅₄O₁₀，分子量為648.8g mol^-1，根據(jù)其H的平面的不同，包括18β-GAMG和18α-GAMG兩種同分異構(gòu)體。GAMG只含有一個葡萄糖醛酸基，其極性介于甘草酸和甘草次酸之間，能順利進入細(xì)胞，并且親脂性不太強，在機體內(nèi)的溶解度和跨膜轉(zhuǎn)運能力比甘草酸和甘草次酸強。因而有更好的生物利用度，也能比甘草酸和甘草次酸更好的發(fā)揮藥效。單葡萄糖醛酸甘草次酸(GAMG)作為甘草酸的衍生物，兩者具有相似的生物活性，其在抗肝炎、抗過敏、抗癌癥、抗病毒方面的療效顯著高于GL。因此，開發(fā)GAMG作為抗肝炎類、抗過敏、抗癌癥方面的高效新藥具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。GAMG的LD₅₀＝5000mg/kg，GL的LD₅₀＝805mg/kg，因此其比甘草酸更安全，GAMG作為一種新型的天然甜味劑，甜度約是甘草酸的5倍，在食品添加劑方面的應(yīng)用前景廣闊。在化妝品方面，GAMG的性質(zhì)較為穩(wěn)定，不僅耐高溫、耐酸和耐壓，而且有較好的乳化性和起泡性。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，制備GAMG包括化學(xué)法和微生物法。甘草酸為苷元甘草次酸分別通過β-1,2糖苷鍵和β-1,3糖苷鍵和兩個分子葡萄糖醛酸連接而成的，這兩個糖苷鍵的鍵能是相似的，化學(xué)水解法對這兩個糖苷鍵的選擇性很低，采用高能耗和高污染的化學(xué)法制備該產(chǎn)物GAMG時，也會生成大量的副產(chǎn)物甘草次酸。因此，化學(xué)法制備生產(chǎn)GAMG的研究較為困難和少見。微生物制備單葡萄糖醛酸甘草次酸，其實質(zhì)是微生物通過產(chǎn)生的β-葡萄糖醛酸苷酶將甘草酸為底物，選擇性斷裂兩個糖基之間的β-1,2糖苷鍵，從而制得單葡萄糖醛酸甘草次酸。微生物發(fā)酵法存在目的產(chǎn)物產(chǎn)量低，副產(chǎn)物多的缺陷，使發(fā)酵不能滿足國內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單葡萄糖醛酸甘草次酸的方法，是將籃狀真菌(Talaromyces sp)按體積以5～10％的接種量接種至以甘草酸作為碳源和誘導(dǎo)劑、硝酸鈉為氮源的發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制初始pH 4.5～6.5，于25～37℃發(fā)酵120-144h。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述硝酸鈉濃度為2-4g/L。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述硝酸鈉濃度為3g/L。

在本發(fā)明的一種實施方式中，控制發(fā)酵過程中甘草酸濃度為1-8g/L進行誘導(dǎo)。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述甘草酸濃度為5g/L。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述接種是接種種子液，所述種子液是將籃狀真菌接種至種子培養(yǎng)基中，于25～40℃培養(yǎng)36-48h。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述種子培養(yǎng)基每L含有：蛋白胨5g，葡萄糖10g，磷酸二氫鉀1g，硫酸鎂0.4g。