CN108384730B - 一种副干酪乳杆菌及其在转化合成苯乳酸中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一株副干酪乳杆菌及其在转化合成高值有机酸中的应用，该副干酪乳杆菌株命名为（Lactobacillus paracasei）A2，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC No.M 2017567。以本发明提供的菌种为全细胞催化剂，以廉价的苯丙氨酸为关键底物，经微生物转化合成苯乳酸，转化液中苯乳酸浓度可达0.94 g/L，摩尔转化率可达47%。本发明提供的菌株，分离自发酵食品，生物安全性好，转化反应条件温和，转化率高，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种副干酪乳杆菌微生物菌株及其在以全细胞为催化剂转化合成苯乳酸中的应用。
背景技术
苯乳酸是近几年研究的重要高值有机酸，具有广谱抗菌性，可以抑制革兰氏阴性菌、阳性菌及真菌，因此，可以作为食品保鲜剂，也可以作为药物中间体，还可以作为合成聚苯乳酸新型高分子材料的单体，许多工业领域有重要的应用前景。
微生物发酵合成和微生物转化合成方法，是近几年苯乳酸研究和发展的重要方向。但是，微生物发酵法合成苯乳酸，其产物浓度低，分离难度大，效率低，成本高，尚不能工业化生产。微生物转化合成苯乳酸，则常常采用苯丙酮酸作为关键底物，其价格昂贵，难以工业化生产。以苯丙氨酸作为关键产物，由于转氨步骤是整个转化合成过程的瓶颈，现有的菌株转化率很低，无法实现工业化应用。
因此，需要探索安全高效的新菌株，并需要探索新的转化途径以及采用低廉的转化底物。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一株生物安全性优良的副干酪乳杆菌菌株，以其为全细胞生物催化剂，以廉价的苯丙氨酸为关键底物，转化合成苯乳酸。
所述的一种副干酪乳杆菌菌株，其特征在于，所述菌株命名为副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC No.M 2017567。保藏时间：2017年9月30日；保藏地址：湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学生命科学学院，邮编430072。
进一步，所述的副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2菌株为革兰氏阳性杆菌，0.6微米×1.9~3.1微米；成链生长、无芽孢、不运动、兼性厌氧、过氧化氢酶阴性、化能异养。
更进一步，所述的副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2菌株16S rDNA序列如SEQ ID NO ：1所示。
所述的一种副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2在微生物转化制备苯乳酸中的应用。
进一步所，所述的应用以副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2菌株发酵所得的菌体为全细胞生物催化剂，以苯丙氨酸为关键底物，进行微生物转化，得到含苯乳酸的转化液。
进一步，所述的微生物转化条件为：葡萄糖14 g/L，苯丙氨酸2 g/L，溶剂为100 mMpH 8的磷酸盐缓冲液，副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2菌株菌体浓度200~300g/L，转化温度35℃，转化时间12~36 h，搅拌速度70 rpm。
更进一步，所述的含苯乳酸的转化液中，苯乳酸的终浓度可达0.94 g/L，苯丙氨酸转化合成为苯乳酸的转化率为29%~47%。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明提供的副干酪乳杆菌，分离自发酵食品，其生物安全性好，培养方便；
（2）本发明提供的副干酪乳杆菌，可以作为全细胞生物催化剂，能够将低廉的苯丙氨酸转化为高价值的苯乳酸，转化液中苯乳酸的浓度可达0.94 g/L，苯丙氨酸转化合成为苯乳酸的转化率为29%~47%，转化成本很低，放大容易，具有很好的应用前景。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
本发明从泡菜中筛选菌株。取一定量泡菜汁液，于无菌水中进行稀释，在含有碳酸钙的固体培养基（组成：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，柠檬酸氢二胺2 g，无水乙酸钠5 g，硫酸锰0.25 g，硫酸镁0.58 g，磷酸氢二钾2 g，酵母膏5 g，牛肉膏10 g，吐温80 1 g，琼脂20 g，碳酸钙30 g，去离子水1 L，pH值自然）上进行初筛，温度30℃，静置培养24~72 h。
选取过氧化氢阴性的单一菌落，接种于液体培养基（组成：葡萄糖20 g，蛋白胨10g，柠檬酸氢二胺2 g，无水乙酸钠5 g，硫酸锰0.25 g，硫酸镁0.58 g，磷酸氢二钾2 g，酵母膏5 g，牛肉膏10 g，吐温80 1 g，去离子水1 L，pH值自然），30℃静置培养24 h；复筛多次，得到一株副干酪乳杆菌菌株A2，副干酪乳杆菌菌株A2的16S rDNA序列如如SEQ ID NO ：1所示。
经检测，副干酪乳杆菌菌株A2的生理生化特征为：革兰氏阳性杆菌，0.6微米×1.9~3.1微米；成链生长、无芽孢、不运动、兼性厌氧、过氧化氢酶阴性、化能异养。
结合菌株生理生化特征及16S rDNA序列，与GreenGenes16S rRNA 基因数据库进行比对，将菌株A2鉴定为副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei），命名为副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2，已于2017年9月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC No. M 2017567。
实施例2
以本发明所述的CCTCC No. M 2017567菌株为出发菌株，于1 L液体培养基（组成：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，柠檬酸氢二胺2 g，无水乙酸钠5 g，硫酸锰0.25 g，硫酸镁0.58g，磷酸氢二钾2 g，酵母膏5 g，牛肉膏10 g，吐温80 1 g，去离子水1 L，pH值自然）中进行静置发酵，温度控制在30℃，发酵24小时后进行离心，取其中所得的部分菌体，作为全细胞催化剂，投入到5 mL含葡萄糖14 g/L、苯丙氨酸2 g/L的溶液中，进行微生物转化，菌体浓度200 g/L。控制转化温度35℃，搅拌速度70 rpm，转化12小时后，得到转化液；用高效液相色谱进行检测分析，所得转化液中苯乳酸浓度0.60 g/L，摩尔转化率30%。
实施例3
以本发明所述的CCTCC No. M 2017567菌株为出发菌株，于1 L液体培养基（组成同实施例2）中进行静置发酵，温度控制在30℃，发酵12小时，取其中所得的部分菌体，作为全细胞催化剂，投入到5 mL含葡萄糖14 g/L、苯丙氨酸2 g/L的溶液中，进行微生物转化，菌体浓度200 g/L。控制转化温度35℃，搅拌速度70 rpm，转化36小时后，得到转化液；用高效液相色谱进行检测分析，所得转化液中苯乳酸浓度0.89 g/L，摩尔转化率44%。
实施例4
以本发明所述的CCTCC No. M 2017567菌株为出发菌株，于1 L液体培养基（组成同实施例2）中进行静置发酵，温度控制在30℃，发酵12小时，取其中所得的部分菌体，作为全细胞催化剂，投入到5 mL含葡萄糖14 g/L、苯丙氨酸2 g/L的溶液中，进行微生物转化，菌体浓度300 g/L。控制转化温度35℃，搅拌速度70 rpm，转化36小时后，得到转化液；用高效液相色谱进行检测分析，所得转化液中苯乳酸浓度0.94 g/L，摩尔转化率47%。
序列表
<110> 浙江工业大学
<120> 一种副干酪乳杆菌及其在转化合成苯乳酸中的应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 579
<212> DNA
<213> 副干酪乳杆菌(2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum)
<400> 1
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Claims (4)
1.一种副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2，保藏编号为CCTCC No. M2017567。
2.一种根据权利要求1所述的副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2在微生物转化合成苯乳酸中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于以所述的副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2为出发菌株发酵所得菌体为全细胞生物催化剂，以苯丙氨酸为关键底物，进行微生物转化，得到含苯乳酸的转化液。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于微生物转化条件为：葡萄糖14 g/L，苯丙氨酸2 g/L，以100 mM pH 8的磷酸盐缓冲液为溶剂，副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）A2菌株菌体浓度200~300 g/L，转化温度35℃，转化时间12~36 h，搅拌速度70rpm。
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