一种生产5‑羟色氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产5‑羟色氨酸的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)JSC‑137，其保藏编号为CGMCC NO：13534；以及应用该枯草芽孢杆菌生产5‑羟色氨酸的方法。本发明专利技术枯草芽孢杆菌JSC‑137以色氨酸为底物生产5‑羟色氨酸，转化效率达85％～90％。

A method for producing 5 hydroxytryptophan.

The invention relates to a production of 5 hydroxytryptophan Bacillus subtilis (Bacillus subtilis JSC) 137, the preservation number of CGMCC NO:13534; method and application of the Bacillus subtilis 5 hydroxytryptophan. The invention of Bacillus subtilis JSC 137 using tryptophan as substrate to produce 5 hydroxytryptophan. The conversion efficiency reaches 85% ~ 90%.

【技术实现步骤摘要】
一种生产5-羟色氨酸的方法
本专利技术涉及一种芽孢杆菌以及利用芽孢杆菌发酵生产5-羟色氨酸的方法，属于生物

技术介绍
5-羟色氨酸(5-HTP)是人体内激素serotonin的前驱物质，有镇静作用，可以帮助人体内这种激素的生产，使自己体内达到平衡。5-HTP是色氨酸、5-羟色胺(复合胺)的反应媒介，也就是说，5-羟色氨酸是重要的抑制神经传递素复合胺(5-HT)的前体。在脑部、血小板、肠胃、中枢神经系统中均有复合胺。在情绪变化时，会相应分泌复合胺，它是脑部控制情绪、行为、胃口、睡眠、冲动的重要化学物质。5-羟色氨酸能有效帮助产生复合胺，因此可促进情绪、神经系统的健康。研究表明，5-羟色氨酸可抑制食欲，减少脂肪摄取，减少焦虑，控制情绪，促进睡眠。目前国内可稳定生产的有优速达生物，产品质量已经得到欧美等国家的认可。5-HTP作为食品成分是天然提取来自于Griffoniasimplicifolia，一个西非药物植物的种子中得到的。5-羟色氨酸是一个自然氨基的酸性物质，在许多饮食所含的蛋白质中可以找到。5-羟色氨酸是处方药-百忧解(Prozac)的天然替代品。正如百忧解一样，5-羟色氨酸可增强5-羟色胺的活动力。5-羟色胺是脑部分泌的一种激素，会影响我们的情绪、睡眠和食欲，造成脑中的血清素不平衡时需5-羟色氨酸来维持身体处于正常状态。因此含量太低则容易忧郁、焦虑及睡眠失调。百忧解这类的药物，可防脑细胞太快耗尽血清素，而导致5-羟色胺不足。而5-羟色氨酸的功效稍有不同：它可增加脑细胞的血清素制造量，进而提升5-羟色胺的含量。5-羟色氨酸在人体中会制造出血清素，对于正常的神经的重要物质和脑的功能有帮助。血清素可以帮助睡眠，也可有效的控制疼痛。因此5-羟色氨酸也成功地被拿来治疗睡眠失调。由于血清素是褪黑激素(一种调节睡眠和清醒周期的天然荷尔蒙)的前身，因此当血清素的含量提高时，褪黑激素的含量也就增加。既然5-羟色氨酸和SSRI的作用类似，何不服用后者就好。原因之一是抗忧郁处方药贵；二是处方药常会引起一些不良的副作用，包括口干、焦虑及丧失性欲。此外，使用5-HTP能帮助抑制食欲，它能使人体所摄取的碳水化合物更少且更快感到饱足，每天摄取750毫克的5-HTP可以减少碳水化合物的吸收，并且不使体重增加，进而达到减轻体重的效果。5-羟色氨酸的临床应用：1、抗忧郁、镇定剂：5-HTP可增加脑细胞的血清素制造量，进而提升5-羟色胺的含量。5-羟色氨酸在人体中会制造出血清素，对于正常的神经的重要物质和脑的功能有帮助。血清素可以帮助睡眠，也可有效的控制疼痛，可以治疗忧郁症；2、减缓压力和改善睡眠方面：当血清素的含量提高时，褪黑激素的含量也就增加，使得睡眠更为香甜；3、减肥：可以有效控制食欲，提高饱食中枢的敏感性，在减肥过程的饮食控制中，降低饥饿感，使减肥过程更轻松容易达成，是当前流行的减肥食品辅助剂。对想减肥的人是一大福音；4、其他：除具有传统的医药功能和抗忧郁症外，还具有减肥、戒瘾、改善睡眠、缓和经前综合症，治疗偏头疼等功能；5-羟色氨酸现已被欧美各大保健品公司广泛应用。用于通过自然地提高血清素的水平，增加人体血液中复合胺的生成。目前，5-羟色氨酸的制备主要由植物来源，提取于非洲的植物加纳种子。但产量受资源限制，并且提取成本高。显然，微生物转化和发酵法生产是一条良好的途径。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种芽孢杆菌以及利用该芽孢杆菌发酵生产5-羟色氨酸的方法。一种生产5-羟色氨酸的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)JSC-137，其已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，编号为CGMCCNO：13534，保藏日期为2017年01月05日。所述枯草芽孢杆菌JSC-137的鉴定：(1)菌体的形态特征：单个细菌0.7×2.5微米，着色均匀。无荚膜，周生鞭毛，能运动。革兰氏阳性菌，需氧菌。芽孢0.9×1.5微米，椭圆到柱状，位于菌体中央或稍偏，芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明，污白色或微黄色。菌落表面有褶皱，菌落较大，中央突起。在液体基质中呈均匀混浊，不形成菌膜和菌环。(2)菌体的生理生化鉴定：将枯草芽孢杆菌JSC-137(BacillussubtilisJSC-137)进行生理生化性状检测，结果：该菌株专性好氧。可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解葡萄糖产酸不产气，能分解阿拉伯糖、甘露醇、酪素、明胶、淀粉。过氧化氢酶实验、硝酸盐还原实验、V-P实验阳性；苯丙氨酸脱氨酶实验、卵黄卵磷脂酶实验阴性。本专利技术进一步提供应用所述的枯草芽孢杆菌JSC-137生产5-羟色氨酸的方法，该方法具体包括如下步骤：步骤a，对枯草芽孢杆菌JSC-137进行扩大培养；步骤b，用步骤a扩大培养获得到的枯草芽孢杆菌JSC-137转化色氨酸；和步骤c，收集5-羟色氨酸。进一步，步骤a所述扩大培养包括斜面培养、摇瓶培养、种子罐培养和发酵罐培养中的任意一种或几种的组合。所述扩大培养过程所用培养基是含有可吸收的碳、氮和磷源的含水培养基。所述培养基还可包括适宜的盐、矿物质、金属和其他营养成分；所述碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、糊精、甘油、淀粉、糖浆和糖蜜中的一种或多种；氮源选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾中的一种或多种。其中，所述摇瓶培养和种子罐培养阶段所用培养基是含有可吸收的碳、氮和磷源的含水培养基；所述培养基还可包括适宜的盐、矿物质、金属和其他营养成分；所述碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、糊精、甘油、淀粉、糖浆和糖蜜中的一种或多种；氮源选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾中的一种或多种。优选所述培养基组分包括胰蛋白胨、牛肉浸膏、氯化钠；进一步优选所述种子培养基组成为：15.0g/L胰蛋白胨、4.0g/L牛肉浸膏、15.0g/L氯化钠；初始pH7.0。所述发酵罐培养阶段所用发酵培养基是含有可吸收的碳、氮和磷源的含水培养基。所述培养基还可包括适宜的盐、矿物质、金属和其他营养成分；所述碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、糊精、甘油、淀粉、糖浆和糖蜜中的一种或多种；氮源选自氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾中的一种或多种。优选所述发酵培养基组分包括葡萄糖、酵母膏、MgSO4·7H2O，FeSO4·7H2O，KH2PO4，K2HPO4，ZnSO4；进一步优选所述发酵培养基组成为：葡萄糖10g/L，酵母膏3.0g/L，MgSO4·7H2O0.6g/L，FeSO4·7H2O0.01g/L，KH2PO40.4g/L，K2HPO40.6g/L，ZnSO40.001g/L，初始pH6.5～7.0。进一步，步骤a所述扩大培养条件为：温度25-45℃，pH6.5-7.0，时间20-50小时。其中，所述摇瓶和种子罐培养阶段培养条件为：温度25-45℃，pH6.5-7.0，时间20-30小时。所述发酵罐培养阶段培养条件为：发酵温度30-35℃，pH6.5-7.0，发酵时间30-50小时。优选，发酵温度31℃；pH6.8；发酵时间40h。进一步，步骤b所述色氨酸浓度为0.2-10g/L；转化条件为：25-45℃下转化40-60小时，pH为6-8。进一步，步骤c所述“收集5-羟色氨酸”包括如下方法：对步骤b得到的转化产物进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产5‑羟色氨酸的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)JSC‑137，其保藏编号为CGMCC NO：13534。

【技术特征摘要】
1.一种生产5-羟色氨酸的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)JSC-137，其保藏编号为CGMCCNO：13534。2.应用权利要求1所述的枯草芽孢杆菌JSC-137生产5-羟色氨酸的方法。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤a，对枯草芽孢杆菌JSC-137进行扩大培养；步骤b，用步骤a扩大培养获得到的枯草芽孢杆菌JSC-137转化色氨酸；和步骤c，收集5-羟色氨酸。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤a所述扩大培养包括斜面培养、摇瓶培养、种子罐培养、发酵罐培养中的任意一种或几种的组合。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵罐培养阶段培养条件为：发酵温度30-35℃，pH6.5-7.0，发酵时间30-50小时。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敬方，赵云现，
申请(专利权)人：保定保利瑞合生物科技有限公司，南京寿柏生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13