[發(fā)明專利]一株高效利用精氨酸且不積累瓜氨酸的嗜鹽四聯(lián)球菌

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710404575.3
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107227271B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷慶子;方芳;王博;陳堅;堵國成
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;A23L27/24;A23L29/00;C12R1/01
• 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: 張勇

本發(fā)明公開了一株高效利用精氨酸且不積累瓜氨酸的嗜鹽四聯(lián)球菌，屬于微生物領(lǐng)域。本發(fā)明的嗜鹽四聯(lián)球菌(Tetragenococcus halophilus)L3H9，已于2017年5月9日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏地址為中國武漢武漢大學(xué)，保藏編號為CCTCC NO:M 2017250。該菌能在高鹽和高精氨酸條件下高效利用精氨酸且不積累瓜氨酸，具有降低環(huán)境中的氨基甲酸乙酯含量的潛力，在提高嗜鹽四聯(lián)球菌的工業(yè)應(yīng)用性能以及發(fā)展醬油產(chǎn)業(yè)，控制或減少發(fā)酵體系中的氨基甲酸乙酯含量，提高發(fā)酵食品的安全性上有潛在應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株高效利用精氨酸且不積累瓜氨酸的嗜鹽四聯(lián)球菌，屬于微生物領(lǐng)域。

背景技術(shù)

醬油是我國的傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品，我國是醬油生產(chǎn)及出口大國。醬油是一種以大豆、小麥、麩皮等為原料，由多種微生物共同作用，經(jīng)長期發(fā)酵而形成的具有獨特風(fēng)味的調(diào)味品。醬油中含有多種可溶性蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、多糖、醇類、酯類、有機(jī)酸以及豐富的維生素、無機(jī)鹽等，營養(yǎng)價值十分豐富。

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate，簡稱EC)是發(fā)酵食品和酒精飲料生產(chǎn)過程中自然產(chǎn)生的副產(chǎn)物，具有致癌性和遺傳毒性，能夠?qū)е路文[瘤、淋巴癌、肝癌、皮膚癌等。2007年4月10日，世界衛(wèi)生組織的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)正式將氨基甲酸乙酯歸為2A類致癌物，與丙烯酰胺同等危險。氨基甲酸乙酯的存在，給醬油帶來了安全隱患，將使我國的醬油出口行業(yè)面臨新的考驗，影響我國的醬油出口經(jīng)濟(jì)，從而降低我國傳統(tǒng)發(fā)酵文化的影響力。近年來，我國的重大食品安全問題屢有發(fā)生，食品安全關(guān)系到消費者的身體健康和生命安全，關(guān)系到社會穩(wěn)定和國家信譽，從嚴(yán)控制及消除發(fā)酵制品中氨基甲酸乙酯含量是食品安全發(fā)展的必然趨勢。

在醬油生產(chǎn)前期，原料水解出大量精氨酸，這些精氨酸在一些乳酸菌和其他細(xì)菌的作用下，通過精氨酸脫亞氨基途徑(Arginine deiminase pathway，簡稱ADI途徑)被轉(zhuǎn)化為瓜氨酸。有研究表明在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過程中，氨基甲酸乙酯的前體物質(zhì)是瓜氨酸和乙醇等。具體反應(yīng)如下面的反應(yīng)式所示：

醬油發(fā)酵是一個食品混菌發(fā)酵體系，生產(chǎn)上不允許使用基因工程菌或用基因工程手段改造生產(chǎn)菌株。因此尋找來源于醬醪微生物體系可降解精氨酸且不積累瓜氨酸的菌株，通過強化這一菌株來降低醬油中的EC和其前體瓜氨酸，可為建立消除食品混菌發(fā)酵體系中的有害微生物代謝物的方法提供研究基礎(chǔ)和理論支持。

嗜鹽四聯(lián)球菌(Tetragenococcus halophilus)是一種革蘭氏陽性乳酸菌。主要存在于高鹽或高糖環(huán)境中，存在于醬醪發(fā)酵中后期，是產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)的主要微生物之一，可以應(yīng)用于醬油行業(yè)。在前期研究中，發(fā)明人篩選得到的嗜鹽四聯(lián)球菌R23CCTCC NO:M2013480，擁有完整ADI途徑，可以利用精氨酸且不積累瓜氨酸，是目前利用精氨酸與瓜氨酸能力最強的嗜鹽四聯(lián)球菌，但是其利用精氨酸和瓜氨酸的能力受精氨酸濃度、葡萄糖濃度及環(huán)境因素等影響較大。R23在3g/L以上精氨酸的環(huán)境中就表現(xiàn)為瓜氨酸積累，不能再消耗體系中的瓜氨酸，但在實際醬醪發(fā)酵環(huán)境中精氨酸濃度平均為5g/L，R23已不滿足工業(yè)應(yīng)用要求。

表1 嗜鹽四聯(lián)球菌R23及ATCC保藏嗜鹽四聯(lián)球菌利用精氨酸能力

注：ΔArg為精氨酸消耗量；ΔCit為瓜氨酸積累量；ΔOrn為鳥氨酸生成量

因此，篩選或者通過育種來獲得精氨酸和瓜氨酸利用能力增強的菌株，以有效減少醬醪中的瓜氨酸含量，從而減少醬油中EC含量，并且提高醬油的風(fēng)味，對于提高嗜鹽四聯(lián)球菌的工業(yè)應(yīng)用性能以及發(fā)展醬油產(chǎn)業(yè)，控制或減少發(fā)酵體系中的EC含量，提高發(fā)酵食品的安全性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容