[發(fā)明專(zhuān)利]一種產(chǎn)山奈酚的功能菌群及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210251057.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114456988B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)端;張雙飛;梁伊麗;孫崇然;周瑾;張國(guó)慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/20
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/20;C12N1/14;C12P17/06;C12R1/07;C12R1/41;C12R1/77
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 袁靖

本發(fā)明公開(kāi)了一種產(chǎn)山奈酚的功能菌群及其制備和應(yīng)用，屬于微生物發(fā)酵產(chǎn)山奈酚技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以馬鈴薯和葡萄糖為底物，并利用芽孢桿菌改變細(xì)胞膜通透性和根瘤菌的介導(dǎo)作用，與鐮刀菌共發(fā)酵生產(chǎn)山奈酚。所述生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，對(duì)環(huán)境友好，同時(shí)高產(chǎn)多種其它黃酮類(lèi)化合物。經(jīng)過(guò)該方法生產(chǎn)山奈酚，鐮刀菌的山奈酚產(chǎn)量顯著提高。本發(fā)明解決了山奈酚生產(chǎn)過(guò)程中污染嚴(yán)重和成本高昂的問(wèn)題，能夠?yàn)橄M(fèi)者提供一種更天然、更可持續(xù)的替代品，促進(jìn)生物發(fā)酵技術(shù)工業(yè)化發(fā)展，并可以實(shí)現(xiàn)山奈酚規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種產(chǎn)山奈酚的功能菌群及其制備和應(yīng)用，屬于微生物發(fā)酵產(chǎn)山奈酚技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

黃酮類(lèi)化合物是目前國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥和營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品領(lǐng)域研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。該類(lèi)化合物相關(guān)成分應(yīng)用的方向非常廣泛，包括皮膚、炎癥、免疫等產(chǎn)品配方。根據(jù)InsightSLICE對(duì)外發(fā)布的市場(chǎng)數(shù)據(jù)可以看出，到2031年，全球黃酮類(lèi)化合物市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)5.5％復(fù)合年增長(zhǎng)率，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)14.5億美元。

山奈酚是一種廣泛存在于多種植物中的多醇羥基黃酮類(lèi)化合物，具有抗癌、抗氧化、降血壓、降血脂、抗炎癥反應(yīng)等多種藥理學(xué)活性。其終端產(chǎn)品主要分為醫(yī)藥級(jí)、食品級(jí)和其它細(xì)分市場(chǎng)，其中醫(yī)藥級(jí)占比最高。根據(jù)全球市場(chǎng)研究公司發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)98％的山奈酚市場(chǎng)需求來(lái)自制藥行業(yè)，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、功能性食品飲料、局部美容霜等正成為新的開(kāi)發(fā)方向。以營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑行業(yè)為例，山奈酚具有巨大的應(yīng)用潛力，主要用于免疫支持和炎癥類(lèi)配方產(chǎn)品中。總之，從全球市場(chǎng)來(lái)看，山奈酚代表了57億美元的全球消費(fèi)品市場(chǎng)，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

目前，全球山奈酚的主要生產(chǎn)工藝以化學(xué)合成為主。據(jù)悉，大多數(shù)化學(xué)合成的山柰酚是以羥基苯甲酸作為合成前體開(kāi)始的。而羥基苯甲酸主要來(lái)源于苯酚和二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)，這兩種化學(xué)物質(zhì)均來(lái)自石油和其他化石燃料。隨著消費(fèi)者對(duì)天然健康產(chǎn)品的需求日益增加，如何以一種更天然和環(huán)保工藝生產(chǎn)原料變得尤為重要。2021年末，丹麥生物技術(shù)公司Biosyntia和法國(guó)白色生物技術(shù)公司Lantana?Bio聲明將創(chuàng)建一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)發(fā)酵技術(shù)開(kāi)發(fā)更可持續(xù)的類(lèi)黃酮生產(chǎn)工藝。Biosyntia負(fù)責(zé)原料生產(chǎn)和商業(yè)化，首個(gè)商業(yè)化原料就是山奈酚。就在這款原料剛商業(yè)化不久，美國(guó)Conagen公司在2022年初也推出發(fā)酵技術(shù)來(lái)源的山奈酚。雖然整個(gè)工藝避免使用化石燃料衍生物，但是其發(fā)酵過(guò)程依然復(fù)雜性高，無(wú)法直接利用自然原材料，需要從植物中先提取出特定的糖，然后通過(guò)一系列發(fā)酵工藝，應(yīng)用成本較高。但是不可忽略的是生物發(fā)酵比使用化石產(chǎn)品和植物提取來(lái)源的產(chǎn)品更具可持續(xù)性。因此，通過(guò)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用專(zhuān)有的生物發(fā)酵工藝，能夠?yàn)橄M(fèi)者提供一種更天然、更可持續(xù)的替代品，促進(jìn)生物發(fā)酵技術(shù)工業(yè)化發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的是提供一種產(chǎn)山奈酚的功能菌群。該菌群以馬鈴薯和葡萄糖作為底物，利用芽孢桿菌改變細(xì)胞膜通透性和根瘤菌的介導(dǎo)作用，搭建共發(fā)酵工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)鐮刀菌產(chǎn)山奈酚產(chǎn)量顯著增加。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。

一種產(chǎn)山奈酚的功能菌群，包括貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus?velezensis)、華中根瘤菌(Rhizobium?mesosinicum)和鐮刀菌(Fusarium?solani)。

進(jìn)一步地，所述的功能菌群，包括：貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus?velezensis)DSM28326，華中根瘤菌(Rhizobium?mesosinicum)LMG?24135和鐮刀菌(Fusarium?solani)ATCC36031。

更進(jìn)一步地，所述的功能菌群，先將兩種細(xì)菌和鐮刀菌單獨(dú)培養(yǎng)，當(dāng)三者均達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，把兩株細(xì)菌均按照5-10％的接種量接種到鐮刀菌的發(fā)酵液中，最后再培養(yǎng)構(gòu)建共發(fā)酵體系。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供所述的功能菌群的制備方法，先將貝萊斯芽孢桿菌、華中根瘤菌和鐮刀菌單獨(dú)培養(yǎng)，當(dāng)三者均達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，把貝萊斯芽孢桿菌、華中根瘤菌均按照5-10％的接種量接種到含有鐮刀菌的發(fā)酵體系中。