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一株同时降解精氨酸和尿素的植物乳杆菌制造技术

技术编号:14765458 阅读:100 留言:0更新日期:2017-03-08 08:58
本发明专利技术公开了一株同时降解精氨酸和尿素的植物乳杆菌,属于微生物技术领域。本发明专利技术的植物乳杆菌,降解精氨酸,但是并不生成尿素;对尿素的降解能力高达超过0.98mmol·L‑1;同时还能够代谢酸类、醇类、酮类、酚类等物质,为白酒提供重要的风味化合物;其于MRS培养基、30℃厌氧发酵2d后进入稳定期,菌体浓度可达OD=3.5,发酵液pH 3.8左右;发酵36h后乳酸含量即可达到24g/L;发酵3d的乙酸产量可达5.7g/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一株同时降解精氨酸和尿素的植物乳杆菌,属于微生物

技术介绍
氨基甲酸乙酯(EthylCarbamate,EC)是一种2A类致癌物,被认为是食品中继黄曲霉毒素之后的又一重要污染物。很多研究者在许多酒饮料和食品中检测到了氨基甲酸乙酯的存在。自此,发酵食品中氨基甲酸乙酯的含量受到广泛关注。已有报道检测了不同香型成品白酒中EC的含量,结果显示白酒中EC平均含量约为100μg·L-1,低于150μg·L-1的国际限量标准。其中,清香型、酱香型、药香型及特香型白酒中EC含量较低,而浓香型、芝麻香型、凤香型等白酒中EC含量偏高。已有报道显示尿素与乙醇反应可以生成EC;同时发现葡萄汁发酵过程中EC的主要来源是由精氨酸分解而来的尿素。范文来、徐岩等也发现酒醅中尿素和EC的变化趋势类似,二者之间具有一定的相互关系。对发酵食品中乳酸菌的精氨酸代谢途径研究,发现了乳酸菌的精氨酸脱亚胺途径(argininedeiminasepathway,简称ADI途径),如下所示。最近,国外许多研究者对葡萄酒MLB的编码ADI途径酶的基因(编码ADI、OTC、CK的基因分别为arcA、arcB、arcC)进行了克隆、测序和表达研究。利用arc基因簇的简并引物合成的特异性标记探针与MLB的基因进行杂交,检测到arc基因簇的菌株能降解精氨酸,而缺少arc基因簇的菌株不能降解精氨酸。L-Arginine+H2O→L-citrulline+NH3(ADI)L-Citrulline+Pi→carbamylphosphate+L-Ornithine(OTC)Carbamylphosphate+ADP→ATP+NH3+CO2(CK)Ough等研究了精氨酸、瓜氨酸、氨、尿素和谷氨酸在葡萄酒发酵过程中对氨基甲酸乙酯形成方面的影响,发现由氨甲酰磷酸形成的EC含量很少,大部分EC是由精氨酸分解产生的尿素形成的,因此认为尿素是形成氨基甲酸乙酯的主要前体物质。Wang等的研究表明相同条件下,相同时间内同浓度尿素比瓜氨酸生成更多EC,且随着发酵时间延长,这种差异更大。采用MiSeq测序技术和Real-timePCR方法研究酱香型白酒发酵中乳酸菌群落结构组成及变化规律。研究表明乳酸菌是白酒发酵过程中的优势细菌。共得到8个乳酸菌属,包含31个乳酸菌种,其中22个属于乳杆菌属。发酵酒醅中的乳酸菌群结构中乳杆菌属的比例达到了90%以上,甚至在发酵中后期尤其是中下层酒醅中超过了99%。乳酸菌可以直接贡献乳酸、提供白酒中乳酸乙酯的主要前体。此外,乳酸菌的抑制作用可防止微生物过量生长,有助于稳定酿造微生物区系平衡。然而,针对国内对白酒中乳酸菌的研究还仅限于分离鉴定到单菌种、单菌种纯培养条件下的发酵特性研究等,并未有关于乳酸菌在发酵过程中对食品安全作用的更深入研究。因此,获取能同时降解精氨酸和尿素的乳酸菌,对于以乳酸菌作为主要功能微生物的发酵食品的生产就显得尤为重要,对于食品安全具有重要贡献。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术提供了一株能够同时高效降解精氨酸和尿素的植物乳杆菌。所述植物乳杆菌,已于2016年06月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCCNO.12717,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。所述植物乳杆菌CGMCCNO.12717是从白酒酒醅中筛选得到的。所述植物乳杆菌CGMCCNO.12717具有如下特性:(1)本专利技术的植物乳杆菌在高粱汁培养基中对尿素的降解能力超过0.98mmol·L-1;(2)本专利技术的植物乳杆菌在高粱汁培养基中高效降解精氨酸,且不会生成尿素;(3)代谢物中酸类、醇类、酮类、酚类物质的种类丰富;其中双乙酰、3-羟基-2-丁酮、2-甲氧基苯酚的含量均大于30μg·L-1,而双乙酰、3-羟基-2-丁酮、2-甲氧基苯酚在白酒呈香中发挥一定的作用;其中乙酸、丁酸、己酸、辛酸、2-壬醇和2-十一醇的含量均大于50μg·L-1,而这些饱和脂肪酸和饱和脂肪醇作为重要的风味化合物都曾在白酒中检测到。(4)CGMCCNO.12717于MRS培养基、30℃厌氧发酵2d后进入稳定期,菌体浓度可达OD=3.5,发酵液pH3.8左右;发酵36h后乳酸含量即可达到24g/L;发酵3d的乙酸产量可达5.7g/L。(5)CGMCCNO.12717应用于白酒发酵,能够有效降低白酒中的尿素含量。本专利技术的第二个目的是提供含有所述CGMCCNO.12717菌株的微生物菌剂。在本专利技术的一种实施方式中,所述微生物菌剂含有CGMCCNO.12717菌体的活细胞、冷冻干燥得到的CGMCCNO.12717干菌体、固定化的CGMCCNO.12717细胞、CGMCCNO.12717的液体菌剂、CGMCCNO.12717的固体菌剂,或者以其他任何形式存在的CGMCCNO.12717菌株。在本专利技术的一种实施方式中,所述微生物菌剂中还含有任何可以应用于食品或者食品制备的任意种属的菌株,比如地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌等等。在本专利技术的一种实施方式中,所述微生物菌剂中还含有任意能用于食品的载体。本专利技术的第三个目的是提供所述微生物菌剂在食品
的应用,尤其是应用于发酵食品
本专利技术的第四个目的是提供所述CGMCCNO.12717菌株的应用,是应用于食品
,尤其是发酵食品
在本专利技术的一种实施方式中,所述应用,是应用于酿造酒、蒸馏酒等方面,比如白酒、葡萄酒、黄酒、果酒方面。在本专利技术的一种实施方式中,所述应用,是将CGMCCNO.12717菌株添加到白酒、葡萄酒、黄酒或者果酒酿造过程中。本专利技术的有益效果:本专利技术的植物乳杆菌,在高粱汁培养基中对尿素的降解能力超过0.98mmol·L-1;降解精氨酸,且不会生成尿素;是目前能同时降解精氨酸和尿素且降解效果最好的植物乳杆菌。本专利技术的植物乳杆菌,还能够代谢产生酸类、醇类、酮类、酚类等物质,为白酒提供重要的风味化合物;其于MRS培养基、30℃厌氧发酵2d后进入稳定期,菌体浓度可达OD=3.5,发酵液pH3.8左右;发酵36h后乳酸含量即可达到24g/L;发酵3d的乙酸产量可达5.7g/L。生物材料保藏本专利技术所提供的植物乳杆菌,分类学命名为植物乳杆菌Lactobacillusplantarum,已于2016年06月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCCNO.12717,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。附图说明图1:生长曲线;图2:生长过程中pH变化趋势;图3:生长过程中乳酸变化趋势;图4:发酵3d时乙酸产量。具体实施方式EC含量测定参照文献:顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用定量蒸馏酒中氨基甲酸乙酯[J].食品工业科技,2012,33(14):60-63。酒醅中尿素含量的测定参照文献:Jimenez-MartinE,RuizJ,Perez-PalaciosT,etaL.Gaschromatography-massspectrometrymethodforthedeterminationoffreeaminoacidsastheirdimethyl-tert-butylsilyl(TBDM本文档来自技高网
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一株同时降解精氨酸和尿素的植物乳杆菌

【技术保护点】
一株植物乳杆菌,其特征在于,所述植物乳杆菌于2016年06月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC NO.12717,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

【技术特征摘要】
1.一株植物乳杆菌,其特征在于,所述植物乳杆菌于2016年06月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCCNO.12717,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。2.一种微生物菌剂,其特征在于,所述微生物菌剂中含有保藏编号为CGMCCNO.12717的植物乳杆菌。3.根据权利要求2所述的微生物菌剂,其特征在于,所述微生物菌剂含有CGMCCNO.12717菌体的活细胞、冷冻干燥得到的CGMCCNO.12717干菌体、固定化的CGMCCNO.12717细胞、CGMCCNO.12717的液体菌剂、CGMCCNO.12717的固体菌剂,或者以其他任何形式存在的CGMCCNO.12717菌株。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜海徐岩
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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