[發(fā)明專利]一株高產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210088190.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN114634885B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒志明;韓瑾;徐美娟;楊套偉;張顯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12N15/01;C12N13/00;C12P13/00;A61K35/747;A61P25/20;A23L33/135;C12R1/25
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發(fā)明涉及一株高產(chǎn)γ?氨基丁酸的植物乳桿菌，命名為植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)HG?06，于2022年01月21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(hào)為CCTCCNO：M2022109。本發(fā)明得到的植物乳桿菌γ?氨基丁酸產(chǎn)量更高，5L發(fā)酵罐轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的最終產(chǎn)量為204.37g/L，底物摩爾轉(zhuǎn)化率為97.22％，比出發(fā)菌株產(chǎn)量提高了56.83％，為產(chǎn)業(yè)化的提高提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一株高產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

γ-氨基丁酸(GABA)作為一種天然的非蛋白質(zhì)氨基酸，廣泛分布于動(dòng)植物中，其具有多種生理功能，主要有調(diào)節(jié)血壓與心率、改善肝臟、腎臟功能、抗衰老、調(diào)節(jié)激素分泌等，因此，它既可以作為一種藥效良好的藥物，又可以被視為具有保健功能的新型功能因子，廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。

GABA的制備方法主要有三種，分別是化學(xué)合成法、植物富集法和微生物發(fā)酵法。化學(xué)合成法成本高，副反應(yīng)多，環(huán)境污染嚴(yán)重；植物富集法產(chǎn)量太低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)；而微生物發(fā)酵法成本低，安全性高，環(huán)保，具有很好的開發(fā)前景，因此成為GABA生產(chǎn)的首選方法。在早期的研究中，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)GABA以大腸桿菌為生產(chǎn)菌，然而若要進(jìn)行食品開發(fā)，使用大腸桿菌無疑存在安全性方面的種種問題。而乳酸菌作為一種食品安全級(jí)(GRAS)微生物，在食品工業(yè)中應(yīng)用歷史悠久，被公認(rèn)為最具代表性的有益菌。利用乳酸菌屬的植物乳桿菌生產(chǎn)GABA，具有專一性高、設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，所以引起的關(guān)注眾多。

迄今為止，人們已從鮮奶、泡菜、酸菜、清酒、植物葉片及各種傳統(tǒng)的發(fā)酵乳制品和肉制品中分離得到多種具有GABA合成能力的乳酸菌。專利CN202111126098.1公開了一株產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌LHP710，該菌從野生藍(lán)莓果渣發(fā)酵物中分離純化得到，以L-谷氨酸為底物催化制備γ-氨基丁酸的產(chǎn)量可達(dá)44.3g/1L生物催化反應(yīng)體系；專利CN201610968493.7公開了一株產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌SG5，發(fā)酵48hGABA的含量可達(dá)59μg/mL；專利CN201310045139.3公開了一株高產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌LW106，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)可以獲得γ-氨基丁酸含量為20-25g/L的發(fā)酵液。然而整體來看乳酸菌產(chǎn)GABA的能力還不足以達(dá)到食品工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)，因此，對(duì)于適用于食品工業(yè)的高產(chǎn)GABA乳酸菌的選育工作顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明克服了目前選育的植物乳桿菌產(chǎn)γ-氨基丁酸能力不強(qiáng)等問題，以一株具有生產(chǎn)GABA能力的植物乳桿菌為出發(fā)菌株，利用ARTP誘變系統(tǒng)進(jìn)行誘變，篩選得到一株GABA轉(zhuǎn)化率高的突變株，為GABA的工業(yè)化生產(chǎn)提供了潛在優(yōu)良菌種。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一株高產(chǎn)γ-氨基丁酸的植物乳桿菌，命名為植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)HG-06，于2022年01月21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(hào)為CCTCCNO：M2022109。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述植物乳桿菌在催化L-谷氨酸或L-谷氨酸鈉生產(chǎn)γ-氨基丁酸中的應(yīng)用。

進(jìn)一步地，上述應(yīng)用包括將植物乳桿菌接種至種子培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)獲得種子液，再將種子液轉(zhuǎn)接至發(fā)酵培養(yǎng)基中獲得大量含有谷氨酸脫羧酶的植物乳桿菌菌體，收集菌體懸浮在緩沖液中投加底物L(fēng)-谷氨酸或L-谷氨酸鈉生產(chǎn)γ-氨基丁酸的步驟。

進(jìn)一步地，種子培養(yǎng)基為MRS培養(yǎng)基，配方為蛋白胨8-10g/L、牛肉浸粉4-5g/L、酵母浸粉4-5g/L、葡萄糖15-20g/L、磷酸氫二鉀1.8-2.2g/L、檸檬酸三銨1.8-2.2g/L、醋酸鈉4.8-5.2g/L、硫酸鎂0.15-0.2g/L、硫酸錳0.03-0.06g/L、吐溫80?0.5-1.0mL/L、pH6.0-6.5。