一种高产淀粉酶的植物乳杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高产淀粉酶的植物乳杆菌，该菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，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.14177，保藏日期为2017年5月19日。该菌株分离自发酵老面团，经平板涂布、初筛、复筛而得，并经形态学、生理生化及分子生物学对菌株进行了鉴定。在以0.5％淀粉替代0.5％葡萄糖的MRS培养基(pH 6)中31℃培养21h，发酵液淀粉酶活性为15.89±0.51U/mL。本发明专利技术还公开了该菌在马铃薯粉固态发酵方面的应用，以及在分解淀粉方面的应用。该菌可用于马铃薯全粉等淀粉质原料的发酵，且对淀粉降解作用明显。

【技术实现步骤摘要】
一种高产淀粉酶的植物乳杆菌及其应用
本专利技术属于生物
，涉及一种高产淀粉酶的植物乳杆菌及其应用。
技术介绍
淀粉酶作为一种生物催化剂具有高度的专一性，作用于淀粉而发生一定的水解反应，因此被广泛应用于淀粉粮食加工、饮料生产、制药和纺织等行业。研究表明，α-淀粉酶可降低淀粉粘度，使面包变得柔软并增强其延展性，β-淀粉酶可水解淀粉生成麦芽糖从而延缓由于淀粉和面筋之间的相互作用而导致的老化，延长面包货架期。异性淀粉酶能使支链淀粉分解为直链淀粉。在工业生产中，由于酶反应温和，专一性强，催化效率高，被广泛应用，同时多种淀粉酶的协同作用也引起人们的重视。乳酸菌能改善食品的风味、营养，可延长食品保质期，并具有调节人体肠道菌群平衡、抑制病原菌生长、降低胆固醇、提高免疫力和延缓衰老等重要的生理保健作用，被广泛应用于食品行业。乳酸菌发酵过程中，其代谢产物酸、酶和胞外多糖等共同作用对改善米粉和无麸质面包等产品品质作用明显。但是，绝大多数乳酸菌不能直接利用淀粉，且发现的产淀粉酶的乳酸菌大多酶活较低(BiotechnologyAdvances26：22–34，2008)，因此，乳酸菌发酵效率低成为限制淀粉类基质发酵产品开发的瓶颈，而筛选高产淀粉酶的乳酸菌，正是突破瓶颈的有效措施之一。乳酸菌发酵对淀粉的影响主要是产酸、产酶、产胞外多糖和蛋白分解等。酸水解可以在不影响淀粉形态的情况下，显著改变淀粉的结构和功能。马铃薯淀粉的晶体为B型结构，B型结构较为松散，其分支点大多分布在无定形区，因此更容易被酸水解。对于酶水解而言，B型淀粉比A型更能抵抗酶的消化，且马铃薯淀粉表面光滑，没有微孔和通道，故其酶水解模式是“由外向内”，效率较低。因此在乳酸菌发酵淀粉的过程中，酸水解能提高淀粉对酶水解的敏感性。发酵是提高淀粉类产品质构和感官品质的诸多方法(如添加多聚物、谷朊粉和酶制剂、物理退火等)中最有效的方法之一，且利用乳酸菌发酵还具有成本低、能满足消费者对天然产品的要求等优点。
技术实现思路
针对现有乳酸菌产淀粉酶的不足问题，本专利技术提供一种高产淀粉酶的植物乳杆菌，其特征在于，高产淀粉酶的植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCCNo.14177，保藏日期为2017年5月19日。保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。本专利技术还公开了上述高产淀粉酶的植物乳杆菌在马铃薯粉固态发酵方面的应用。进一步地，该应用包括以下步骤：(1)种子培养液制备：将高产淀粉酶的植物乳杆菌接种至MRS液体培养基，室温，厌氧条件下培养；取菌液，离心，倒掉上清液后再用无菌水洗菌体，离心，如此重复多次，加适量无菌水震荡均匀，制成菌落浓度>108cfu/mL的植物乳杆菌发酵液备用；(2)马铃薯发酵方法：称取马铃薯，去皮后切成小块，加入少量水，用打浆机打碎，接入步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵液，搅匀后，密封，放入培养箱中进行发酵，得到马铃薯发酵浆液；(3)马铃薯淀粉的提取：称取步骤(2)得到的马铃薯发酵浆液用80目筛进行过滤，蒸馏水重复冲洗多次使浆液中的保留在筛面的物质被过滤除去；用NaOH溶液将滤液pH值调整至10.4，混匀，离心，弃上清液；用蒸馏水将沉淀物洗涤、离心，重复多次至淀粉浆呈白色；离心，将沉淀上层黄色物质小心刮去，取下层乳白色物质，铺平，干燥，粉碎过80目筛，得到经过高产淀粉酶的植物乳杆菌发酵处理的马铃薯淀粉。其中，保留在筛面的物质为纤维素等物质。进一步地，步骤(1)种子培养液制备具体为：将高产淀粉酶的植物乳杆菌以3％的接种量接种至MRS液体培养基，在31℃，厌氧条件下培养18h，取菌液4000r/min，离心15min，倒掉上清液后再用无菌水洗菌体，离心，如此重复2-3次，加适量无菌水震荡均匀，制成菌落浓度>108cfu/mL的植物乳杆菌发酵液备用。进一步地，步骤(2)马铃薯发酵方法具体为：称取新鲜洗净马铃薯，去皮后切成小块，加入少量水，用打浆机打碎，接入步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵液，接种量为8％；在和面机中搅匀后，密封，放入恒温恒湿培养箱中，在31℃，湿度80％的条件下进行发酵，得到马铃薯发酵浆液。在一个具体实施方式中，步骤(3)马铃薯淀粉的提取具体为：称取步骤(2)得到的马铃薯发酵浆液用80目筛进行过滤，蒸馏水重复冲洗多次使浆液中的纤维素等物质被过滤除去。用0.1mol/LNaOH溶液将滤液pH值调整至10.4，磁力搅拌器搅拌1h，4000r/min离心15min，弃上清液；用蒸馏水将沉淀物洗涤、离心，重复多次至淀粉浆呈白色，pH为7±0.5；离心后将沉淀上层黄色物质小心刮去，取下层乳白色物质，在平皿上铺平，电热鼓风干燥箱40℃干燥过夜，粉碎过80目筛，得到经过高产淀粉酶的植物乳杆菌发酵处理的马铃薯淀粉。在另一个具体实施方式中，步骤(3)中的干燥温度是40℃，时间是12h。本专利技术还公开了上述的高产淀粉酶的植物乳杆菌在分解淀粉方面的应用。进一步地，该应用的特征在于，在高产淀粉酶的植物乳杆菌的最适反应温度和最适pH条件下进行分解淀粉；最适反应温度和最适pH分别为40℃和7。本专利技术还公开了上述的高产淀粉酶的植物乳杆菌在淀粉质原料的发酵方面的应用。比如前述的马铃薯粉即为一种淀粉质原料。除马铃薯粉外，淀粉质原料还包括木薯、甘薯、玉米、大米、小麦等。本专利技术还公开了上述的高产淀粉酶的植物乳杆菌用作益生菌或用于益生菌产品。用作益生菌指植物乳杆菌(CGMCCNo.14177)被作为一种益生菌，或者益生菌中的一种。用于益生菌产品指该益生菌产品中包含有植物乳杆菌(CGMCCNo.14177)。本专利技术涉及的高产淀粉酶的植物乳杆菌(CGMCCNo.14177)为自主分离自发酵老面团，该菌株的16SrDNA碱基序列如SEQIDNO:1所示。本专利技术提供了该菌株(CGMCCNo.14177)产淀粉酶培养条件：30-37℃、以0.5％淀粉替代0.5％葡萄糖的MRS培养基(pH6)中培养12-24小时。在以0.5％淀粉替代0.5％葡萄糖的MRS培养基(pH6)中31℃培养21h，发酵液淀粉酶活性为15.89±0.51U/mL，淀粉酶活性高。本专利技术提供了该菌株(CGMCCNo.14177)所产的淀粉酶的最适反应条件：最适反应温度和pH分别为40℃和7。本专利技术提供了该菌株(CGMCCNo.14177)的体外益生特性：耐酸耐胆盐：在pH3或含0.3％胆盐的MRS培养基中生长。抑菌效果：可使肠炎沙门氏菌数量下降4log(CFU/ml)；可使大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌数量下降3log(CFU/ml)；可使单核增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌数量下降2log(CFU/ml)。耐药性：对氯霉素、舒巴坦钠、头孢曲松、氨苄青霉素、四环素敏感；对磺胺异恶唑敏感性中介；对氨曲南、庆大霉素、环丙沙星、丁胺卡那霉素、头孢西丁耐药。这些体外益生特性是当该菌作益生菌使用时要求具备的性能。其中，耐酸耐胆盐可让该菌可以在胃肠道中存活，抑菌效果则是在体内可抑制肠道致病菌的生长，耐药性主要是检测是否有可转移的耐药基因，以防转移给肠道致病菌。本专利技术将高产淀粉酶的植本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高产淀粉酶的植物乳杆菌，其特征在于，所述高产淀粉酶的植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，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.14177，保藏日期为2017年5月19日。

【技术特征摘要】
1.一种高产淀粉酶的植物乳杆菌，其特征在于，所述高产淀粉酶的植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)，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.14177，保藏日期为2017年5月19日。2.如权利要求1所述的高产淀粉酶的植物乳杆菌在马铃薯粉固态发酵方面的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)种子培养液制备：将所述高产淀粉酶的植物乳杆菌接种至MRS液体培养基，室温，厌氧条件下培养；取菌液，离心，倒掉上清液后再用无菌水洗菌体，离心，如此重复多次，加适量无菌水震荡均匀，制成菌落浓度>108cfu/mL的植物乳杆菌发酵液备用；(2)马铃薯发酵方法：称取马铃薯，去皮后切成小块，加入少量水，用打浆机打碎，接入所述步骤(1)得到的植物乳杆菌发酵液，搅匀后，密封，放入培养箱中进行发酵，得到马铃薯发酵浆液；(3)马铃薯淀粉的提取：称取所述步骤(2)得到的马铃薯发酵浆液用80目筛进行过滤，蒸馏水重复冲洗多次使浆液中的保留在筛面的物质被过滤除去；用NaOH溶液将滤液pH值调整至10.4，混匀，离心，弃上清液；用蒸馏水将沉淀物洗涤、离心，重复多次至淀粉浆呈白色；离心，将沉淀上层黄色物质小心刮去，取下层乳白色物质，铺平，干燥，粉碎过80目筛，得到经过所述高产淀粉酶的植物乳杆菌发酵处理的马铃薯淀粉。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)种子培养液制备具体为：将所述高产淀粉酶的植物乳杆菌以3％的接种量接种至MRS液体培养基，在31℃，厌氧条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，姚晓敏，徐一涵，周涛，陈玉婧，张立敏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31