[發明專利]枯草芽孢桿菌納豆亞種N14及其應用

有效

• 申請號: 202110866461.7
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN115678793B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 郭巖彬;張灑灑;李奎;趙桂慎;陳志鎣;徐仲楠
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P3/00;C12P13/12;A01G7/06;A01G22/40;A23L11/50;C12R1/125
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 黃爽

本發明公開了枯草芽孢桿菌納豆亞種N14及其應用。本發明提供枯草芽孢桿菌納豆亞種N14(即納豆菌N14)可耐受高濃度的亞硒酸鹽，適合于大規模發酵生產生物納米硒和有機硒。枯草芽孢桿菌納豆亞種N14菌株可以高效合成有機硒(硒甲基硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸)，也可將納豆菌N14用于生產高含量硒代蛋氨酸的富硒大豆；進一步利用菌株N14固態發酵將富硒大豆中的無機硒完全轉化為硒代蛋氨酸有機硒。在獲得100％有機硒含量的富硒納豆同時，對γ?聚谷氨酸和納豆激酶的產量無顯著影響。

技術領域

本發明涉及生物納米硒制備技術領域，具體地說，涉及枯草芽孢桿菌納豆亞種N14及其應用。

背景技術

硒(Selenium)是人和動物必需的微量元素，以硒代半胱氨酸的形式參與谷胱甘肽過氧化物酶等多種含硒蛋白的合成，在提高有機體免疫力、抗氧化、保護肝臟、腎臟和心血管、預防糖尿病和甲狀腺疾病以及抗病毒、抗癌等方面具有重要作用。同時，硒的毒性和活性范圍非常窄，過量攝入會導致中毒，包括脫甲、脫發、蹣跚病等。

不同形態的硒化合物具有顯著不同的毒性和活性特點，與亞硒酸鹽和硒酸鹽等無機硒相比，L-硒-甲基硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸等有機硒的生物利用度更高，?Caco-細胞模型結果顯示，SeMet生物利用度(56±4％)硒甲基硒代半胱氨酸?(46±2％)Se(VI)(33±2％)Se(IV)(12±1％)(Thiry?et?al.2013)。硒甲基硒代半胱氨酸與其它有機硒相比具有良好抗癌前景，它是第21種人體必需氨基酸硒代半胱氨酸的甲基化衍生物。硒甲基硒代半胱氨酸具有補硒、防治癌癥、抗氧化、抗衰老、治療心腦血管疾病、解重金屬毒等作用，并在2009年被衛生部批準為新型營養強化劑。作為第三代補硒營養強化劑和廣譜抗癌劑，將在食品和醫療保健品等方面發揮重大作用。但目前硒甲基硒代半胱氨酸主要由化學合成，在高效生物型硒甲基硒代半胱氨酸的合成方面，僅見食用真菌海鮮菇的報道，未見高效合成硒甲基硒代半胱氨酸細菌菌株的報道。納米硒(納米尺度的單質硒)不僅生物活性顯著，且毒性比無機硒和有機硒均更低，是一種新型安全高效的硒補充劑，同時納米硒還在抗菌、抗病毒、抗腫瘤等方面展現出了多重生物活性。

納米硒可以通過化學或生物合成方法制備，其中，生物合成的納米硒表面包被蛋白質和多糖等生物大分子，穩定性更好，不易轉化為無活性的晶態單質硒。已經發現多種微生物能夠將無機硒還原合成生物納米硒，包括變形菌門的氣單胞菌屬?(Aeromonas)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)，厚壁菌門的芽孢桿菌屬(Bacillus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、乳酸球菌屬(Lactococcus)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)，以及放線菌門的弗蘭克氏菌屬(Frankia)、鏈霉菌屬?(Streptomyces)等。安全高效菌株是生物納米硒產業化過程中首先需要解決的問題，用于發酵生產的菌株必須滿足安全、高效和易培養的要求，對環境和生物體無安全風險，轉化率高、合成速率快，在發酵生產中易于放大培養，并且合成的生物納米硒穩定性好，在加工過程中不變性失活。

枯草芽孢桿菌納豆亞種(Bacillus?subtilis?subsp.natto)，又稱納豆菌，是日本傳統食品“納豆”的發酵菌種，納豆有著千余年的食用歷史，富含γ-聚谷氨酸、納豆激酶、維生素K等多種活性物質，被認為是日本人長壽的一個重要飲食習慣；在我國也有兩千多年食用豆豉的歷史，豆豉中除了曲霉和酵母菌外，也含有豐富的芽孢桿菌等菌群。納豆菌是公認安全的功能性菌株。

發明內容

本發明的目的是提供一株可用于食品，無機硒耐受能力強，生物納米硒產量高、粒徑均勻，高效合成L-硒-甲基硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸，同時又能夠高效合成納豆激酶和γ-聚谷氨酸的枯草芽孢桿菌納豆亞種N14(納豆菌N14)。

本發明的另一目的是提供納豆菌N14在生物納米硒生產、富硒植物生產中的應用。