[發明專利]一株高產2-苯乙醇酵母菌的篩選及其應用

有效

• 申請號: 202010982929.4
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112094764B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 周景文;田淑芳;陳宇;陳堅;曾偉主;堵國成
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/16
• 分類號: C12N1/16;C12P7/22;C12R1/645
• 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: 仇鈺瑩

本發明公開了一株高產2?苯乙醇酵母菌的篩選及其應用，屬于發酵工程技術領域。通過篩選得到一株高產2?苯乙醇酵母菌，本發明篩選得到的異常威克漢姆酵母1D6具有較高的L?苯丙氨酸轉化率，并且對反應體系中葡萄糖含量需求較低，葡萄糖濃度在20～40g/L就能達到較好的產量效果，并且對底物L?苯丙氨酸的濃度要求低，僅需5～7g/L，在搖瓶發酵條件下，產量就能夠達到2500mg/L以上。通過在發酵罐中擴大培養，產量可達到4727.29mg/L，具備良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一株高產2-苯乙醇酵母菌的篩選及其應用，屬于發酵工程技術領域。

背景技術

2-苯乙醇(2-PE)是一種具有玫瑰香味的高級芳香醇，由于這個特點，使得2-苯乙醇成為香水、化妝品和食品工業中最常用的芳香化合物之一，作為最終產品的感官增強劑。然而2-PE還顯示出其他有趣的特性，如它的抗真菌和抗菌性能，使這種化合物在消毒劑、害蟲控制、清潔和個人護理產品中成為受歡迎的添加劑。此外2-PE可以很容易地酯化生成一種重要的風味物質，2-苯乙酸乙酯，它也有花香和玫瑰般的氣味，用途與2-PE類似。目前，2-PE的生產方法主要有化學合成、植物提取。

大多2-PE是由化學法合成而來，主要通過苯或苯乙烯的化學合成獲得。然而化學合成法通常對環境不利，并且產生副產物，從而降低效率和下游成本。并且化學合成的2-PE在許多行業是禁止使用的，尤其是食品行業中。天然2-PE是消費者首選。它存在于許多花卉和植物精油中，如風信子、茉莉、玫瑰和百合，尤其是玫瑰。而從花卉中提取的天然2-PE價格昂貴，由于原材料稀缺，提取效率低、過程復雜，成本較高，無法滿足市場需求。因此2-PE的生物合成受到廣泛關注。

細菌、絲狀真菌和酵母等各種微生物都具有合成2-PE的能力。在已報道的2-PE生產菌中，有Saccharomyces cerevisiae，Kluyveromyces marxianus和Yarrowialipolytica是合成2-PE效率較高的菌。在酵母中，存在兩條2-PE生物合成途徑:莽草酸途徑和埃利希途徑。莽草酸鹽途徑是一種具有多分支和多種反饋抑制的長生物合成途徑，以這種方式生產2-PE非常低，一般只能生產400-500mg/L。當L-苯丙氨酸作為唯一氮源時，2-PE可通過埃里希途徑進行合成。Zhaoyue Wang等(Regulation of crucial enzymes andtranscription factors on 2-phenylethanol biosynthesis via Ehrlich pathway inSaccharomyces cerevisiae.2017)通過對S.cerevisiae的埃里希途徑中的關鍵酶和轉錄因子來調控2-PE生物合成，產量達3.73g/L。通過培養優化，使K.marxianus的2-PE產量從0.39提高到0.5g/L。Yang Gu等(Refactoring Ehrlich Pathway for High-Yield 2-Phenylethanol Production in Yarrowia lipolytica.2020)在Y.lipolytica中通過阻斷預處理競爭途徑和減緩脂肪酸合成，2-PE產量為2669.54mg/L。Jinbin Liu等(Mimicking aNew 2-Phenylethanol Production Pathway from Proteus mirabilis JN458 inEscherichia coli.2018)從Proteus mirabilis JN458中獲得一條產2-PE的新途徑，通過在重組E.coli E-pAEAKaG中，以10g/L的L-苯丙氨酸為底物，經過16h的轉化，獲得3.21±0.10g/L的2-PE。雖然生物合成2-PE得到人們的重視，但2-PE對大多微生物有一定的毒性，由此限制了2-PE的產量。為了降低毒性，將原位產物回收(ISPR)應用于2-PE生產，并將2-PE的產量提高了。但利用有機相進行提取，被證明是不經濟的。因此，發展2-PE生物技術生產的第一個具有挑戰性的目標是鑒定高產菌株，篩選一株野生菌且高產2-PE將是一種更經濟可行的方法。