[發明專利]一種提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法

有效

• 申請號: 201910023689.2
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109628366B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張娟;楊謹華;劉為佳;朱政明;陳堅;堵國成
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/74;C12N15/31;C12R1/01
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法，屬于基因工程以及微生物工程技術領域。本發明通過在乳酸乳球菌中過量表達DppA蛋白，得到了抗酸脅迫能力顯著提高的重組乳酸乳球菌Lactococcus lactis(DppA)；利用本發明的方法得到的重組乳酸乳球菌Lactococcus lactis(DppA)對酸脅迫的抗性較野生型有了明顯的提高，其對乳酸的抗性較野生型提高了5.2倍。

技術領域

本發明涉及一種提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法，屬于基因工程以及微生物工程技術領域。

背景技術

乳酸菌是一類能利用可發酵碳水化合物產生大量乳酸的細菌的通稱。這類細菌在自然界分布極為廣泛，具有豐富的物種多樣性。它們不僅是研究分類、生化、遺傳、分子生物學和基因工程的理想材料，在理論上具有重要的學術價值，而且在食品、醫藥、飼料、精細化學品等與人類生活密切相關的重要工業領域也具有重要的應用價值。

但是，在乳酸菌的工業化發酵生產以及作為益生菌在人體胃腸道系統發揮作用的過程中，不可避免的面臨著來自外界環境的多種環境脅迫，包括酸脅迫、乙醇脅迫、氧脅迫、鹽脅迫等，這些環境脅迫均嚴重限制著乳酸菌生長性能。

而在乳酸菌面臨的眾多脅迫條件中，酸脅迫是影響其生理活性的重要脅迫條件。

酸脅迫是由乳酸菌代謝產物乳酸、乙酸等酸性物質造成的，隨著菌體的代謝生長過程，酸性物質也隨之產生并積累，這些積累的乳酸、乙酸等酸性物質通過被動擴散進入細胞質，由于胞內的pH通常較胞外的pH高0.5～1.0，進入胞內的乳酸、乙酸等迅速解離，導致胞內pH的快速降低，使得細胞面臨嚴重的酸脅迫，嚴重影響了細胞的生理活性，大大降低了乳酸菌食品微生物制造的效率，其中，以乳酸的積累導致的酸脅迫是最重要的脅迫之一。

對于酸脅迫，為維持乳酸菌發酵生產的穩定性并提高生產效率，過去，工業上常常通過在乳酸菌發酵的過程中添加外源中和劑來維持pH處于穩定的范圍，例如，通過添加堿性物質(氨水或NaOH)來控制發酵環境的pH值。

然而，堿性物質的添加往往會導致副產物的積累，而副產物中形成的鹽類會再次導致細胞處于高滲的環境，從而造成滲透壓脅迫的產生，再次影響菌體的生長與代謝。

目前，提高乳酸菌的乳酸、乙酸等酸脅迫抗性的方法則主要有：(1)誘變育種，該方法具有簡便、類型繁多等特點，但工作量大、效率低、成功率低是其主要缺點；(2)生化工程策略，已有報道用過外源添加天冬氨酸以提高乳酸菌的酸脅迫耐受性，但該方法的使用造成了生產成本的增加。

因此，急需找到一種新的效果優異、成本低、成功率高、操作簡單、工作量少、效率高的可提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法。

發明內容

[技術問題]

本發明要解決的技術問題是提供一種效果好、成本低、成功率高、操作簡單、工作量少、效率高的提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法。

[技術方案]

為解決上述問題，本發明提供了一種提高乳酸菌抗酸脅迫能力的方法，所述方法為在乳酸菌中過量表達二肽轉運底物結合蛋白DppA；所述二肽轉運底物結合蛋白DppA是微生物細胞膜上用于轉運二肽的蛋白。

在本發明的一種實施方式中，所述二肽轉運底物結合蛋白DppA來源于乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000。

在本發明的一種實施方式中，編碼所述二肽轉運底物結合蛋白DppA的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在本發明的一種實施方式中，所述過量表達為先將編碼二肽轉運底物結合蛋白DppA的基因與表達載體連接以構建含有編碼二肽轉運底物結合蛋白DppA的基因的重組質粒，再將重組質粒導入乳酸菌中。

在本發明的一種實施方式中，所述乳酸菌為乳酸乳球菌。