一株高产4-甲基苯酚的酪丁酸梭菌制造技术

本发明专利技术公开了一株高产4‑甲基苯酚的酪丁酸梭菌，属于微生物技术领域。本发明专利技术的酪丁酸梭菌，已于2016年5月10日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.12431。本发明专利技术筛选得到的高产PC的酪丁酸梭菌CGMCC NO.12431，一方面能够更好地解析微生物产PC的代谢途径，为降低发酵食品(比如白酒)中的PC提供一定的理论依据，另一方面为生物清洁生产PC提供一定的可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一株高产4-甲基苯酚的酪丁酸梭菌，属于微生物

技术介绍
4-甲基苯酚(p-cresol，PC)，是一种化工原料，主要用于作为制造抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚和橡胶防老剂的原料，也是生产医药TMP和染料可利西丁磺酸的重要基础原料，还可以用于制备下游产品4-甲基苯甲醚、乙酸对甲酚酯、苯乙酸对甲酚酯等。目前，PC的主要合成方法是采用化学合成法，然而，化学合成法存在安全性低、不够节能环保等问题。在生物方面，PC主要是作为微生物代谢产物或其它代谢过程中的副产物被研究。早在上世纪七十年代，Sideny R.elsdend等人就已检测到PC是Clostridium difficile(难辨梭菌)和Clostridium scatologenes(粪味梭菌)的代谢产物。徐岩团队检测窖泥中的可挥发性组分后，应用现代分离及风味研究技术，确认产生窖泥臭的化合物是PC。虽然已经确定浓香型白酒中窖泥臭风味主要来源于PC。但浓香型白酒酿造微生物体系复杂，且窖泥厌氧微生物需要较为严苛的分离及培养条件。因此关于PC的微生物来源及代谢途径的研究还是一片空白。目前，已发现两条微生物代谢产PC的途径。酪氨酸通过转氨作用生成对羟基苯乙酸，对羟基苯乙酸在对羟基苯乙酸脱羧酶(HPAD)的作用下脱羧形成PC，且PC可以抑制其它菌的生长。PC产生的另一条途径与H2的制备密切相关。如果能筛选到一些高产PC的菌株，一方面能够更好地解析微生物产PC的代谢途径，为降低发酵食品(比如白酒)中的PC提供一定的理论依据，另一方面为生物清洁生产PC提供一定的可能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个目的是提供一株高产PC的酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)RQA1。所述酪丁酸梭菌Clostridium tyrobutyricum RQA1，已于2016年5月10日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.12431。所述Clostridium tyrobutyricum RQA1是从浓香型白酒窖泥中筛选得到的。所述Clostridium tyrobutyricum RQA1具有如下特性：(1)PC产量受硫酸亚铁的影响，添加硫酸亚铁后PC浓度可提高83％，PC产量达0.13mg/L；(2)添加20mL·L-1乙醇能够使PC产量提高40％；(3)仅产生较少的乙酸、己酸、辛酸等酸类物质，几乎不产脂类、醇类物质，风味物质产量很低、对风味贡献小；(4)在混菌发酵制备窖泥并用于白酒生产的过程中，可被其他强化接种的同属菌株所竞争掉，而不会对白酒总体风味产生不良影响；(5)专性厌氧，菌落为圆形，细胞为杆状(约1.5*4.5)，近端生芽孢，有鞭毛，最适温度37℃，最适生产pH 6；能利用或能产生葡萄糖、甘露糖、木糖，不能利用或者不能产生乳糖、鼠李糖、山梨糖、纤维二糖。本专利技术的第二个目的是提供所述酪丁酸梭菌的应用。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用，是用于发酵生产PC。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵生产具体是：将所述酪丁酸梭菌接种于含有硫酸亚铁或乙醇的培养基中，进行厌氧培养。在本专利技术的一种实施方式中，所述硫酸亚铁的浓度为2g·L-1。在本专利技术的一种实施方式中，所述乙醇的浓度为20mL·L-1。在本专利技术的一种实施方式中，所述培养基中还含有(g·L-1)：蛋白胨10，牛肉膏10，酵母膏3，葡萄糖5，氯化钠5，醋酸钠3，硫酸镁0.2，硫酸铵0.5，磷酸氢二钾1，磷酸二氢钾0.5。在本专利技术的一种实施方式中，所述应用，是用于发酵产酸。在本专利技术的一种实施方式中，所述酸为丁酸。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵产酸的具体条件是：将菌株按照0.1％接种量接种于培养基中，在37℃的厌氧培养箱中培养3天。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵产酸用的培养基为RCM培养基。本专利技术的第三个目的是提供一种发酵食品中异味物质PC的控制方法，所述方法是将不产或者低产PC的菌株接种到发酵食品的生产过程中，通过不产或者低产PC的菌株竞争性替代原发酵食品生产体系中的产PC的菌株，进而控制发酵食品中的异味物质PC。所述产PC的菌株，是指保藏编号为CGMCC NO.12431的酪丁酸梭菌。在本专利技术的一种实施方式中，所述食品为白酒，不产或者低产PC的菌株是接种到窖泥中。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法是将不产或者低产PC的菌株接种到窖泥中，通过不产或者低产PC的菌株竞争性替代原窖泥体系中的产PC的菌株CGMCC NO.12431，进而控制白酒中的异味物质PC。在本专利技术的一种实施方式中，所述不产或者低产PC的菌株为Lactobacillus acidipiscis JGn2，Clostridium sporogenes JGn4和/或Clostridium butyricum JGn6。本专利技术的第四个目的是提供一种提高所述酪丁酸梭菌产PC的方法，是在发酵的培养基中添加硫酸亚铁或乙醇。在本专利技术的一种实施方式中，所述硫酸亚铁的浓度为2g·L-1，所述乙醇的浓度为20mL·L-1。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术筛选到高产PC的酪丁酸梭菌，一方面能够更好地解析微生物产PC的代谢途径，为降低发酵食品(比如白酒)中的PC提供一定的理论依据，另一方面为生物清洁生产PC提供一定的可能。(2)本专利技术的Clostridium tyrobutyricum RQA1，PC产量达0.13mg/L；仅产生较少的乙酸、己酸、辛酸等酸类物质，几乎不产脂类、醇类物质，风味物质产量很低、对风味贡献小；在混菌发酵制备窖泥并用于白酒生产的过程中，可被其他强化接种的同属菌株所竞争掉，而不会对白酒总体风味产生不良影响。生物材料保藏Clostridium tyrobutyricum，分类学命名为酪丁酸梭菌Clostridium tyrobutyricum RQA1，已于2016年5月10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.12431，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。Lactobacillus acidipiscis JGn2，分类学命名为Lactobacillus acidipiscis，已于2016年5月10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.12432，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。Clostridium sporogenes JGn4，分类学命名为生孢梭菌Clostridium sporogenes，已于2016年5月10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.12433，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。Clostridium butyricum JGn6，分类学命名为丁酸梭菌Clostridium butyricum，已于2016年5月10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.12434，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：Fe2+和乙醇浓度对单菌PC产量的影响。具体实施方式实施例1：窖泥中产PC菌株的筛选(1)菌株分离：将5g新鲜窖泥悬于10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株酪丁酸梭菌，其特征在于，所述酪丁酸梭菌已于2016年5月10日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.12431。

【技术特征摘要】
1.一株酪丁酸梭菌，其特征在于，所述酪丁酸梭菌已于2016年5月10日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.12431。2.根据权利要求1所述的酪丁酸梭菌，其特征在于，所述酪丁酸梭菌具有如下特性：(1)PC产量受硫酸亚铁的影响，添加硫酸亚铁后PC浓度可提高83％，PC产量达0.13mg/L；(2)添加20mL·L-1乙醇能够使PC产量提高40％；(3)仅产生较少的酸类物质，风味物质产量很低、对风味贡献小；(4)在混菌发酵制备窖泥并用于白酒生产的过程中，能够被其他强化接种的同属菌株所竞争掉，而不会对白酒总体风味产生不良影响；(5)专性厌氧，菌落为圆形，细胞为杆状，近端生芽孢，有鞭毛，最适温度37℃，最适生产pH 6；能利用或能产生葡萄糖、甘露糖、木糖，不能利用或者不能产生乳糖、鼠李糖、山梨糖、纤维二糖。3.权利要求1所述酪丁酸梭菌的应用。4.一种生产PC的方法，其特征在于，所述方法是以权利要求1所述的酪丁酸梭菌为生产菌株发酵生产PC。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵生产具体是：将权利要求1...

【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