一种海带降解菌及其制备海带汁的方法技术

本发明专利技术提供一株具有海带降解活性的海带降解菌株。所述菌株已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，分类命名为Tamlana?alginolytica，保藏号为CGMCCNo.5324。提供的菌株能够产生具有多种多糖降解活性的胞外复合酶系，能够实现海带的深度降解。本发明专利技术提供了两种无需添加浸提介质，不需加热保温辅助的海带汁制取工艺，即以海带块为原料的菌处理工艺和以海带粉为原料的酶处理工艺，两者均能在温和条件下通过生物降解作用将海带多糖降解为还原性的寡糖或单糖，同时达到脱腥的效果。本发明专利技术提高了原料的综合利用率和食用品质，为海带的精深加工提供了技术支持，在海带饮品的开发方面具有极大的应用前景。

Kelp degradation bacteria and method for preparing kelp juice

The present invention provides a kelp degrading strain having the degradation activity of kelp. The strain has been preserved in the general microbial center of the Chinese microorganism preservation and Management Committee, classified as Tamlana, alginolytica, and the preservation number is CGMCCNo.5324. The strains provided an extracellular complex enzyme system with a variety of polysaccharide degrading activity, which can achieve deep degradation of Laminaria japonica. The present invention provides two without adding the leaching medium without kelp juice preparation technology of auxiliary heating insulation, bacteria treatment and kelp powder as the raw material of enzyme treatment process in kelp as raw material, both through biodegradation under the mild conditions for reductive degradation of Laminaria Polysaccharide the oligosaccharides and monosaccharides, and achieve the deodorization effect. The invention improves the comprehensive utilization rate and the edible quality of the raw material, provides technical support for the deep processing of the kelp, and has great application prospect in the development of the kelp drink.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境微生物
,具体涉及一株海洋细菌alginolyticaZJU HZ22,菌株保藏号为CGMCC N0.5324，及其在海带汁生物制取中的应用。
技术介绍
海带养殖是西北太平洋海域，主要包括中国、日本、韩国等国家的特色海水养殖产业，目前，我国的海带年产量已达80万吨(干重)以上，居世界首位，而日韩两国的养殖规模仅在每年20万和10万吨(干重)左右。但是，相比于养殖上的优势，我国的海带加工水平却远远落后于日韩两国，主要表现在:1.原料综合利用率低，目前我国的海带综合利用率尚不足30%，约2/3的海带活性成分未被开发，而在海带加工技术发达的日本和韩国，其海带综合利用率已达80%以上；2.成形产品的品种单一且技术含量低，迄今我国的海带食品仅几十种，且基本局限于海带结、海带丝等初级加工品，而在日本，目前已形成130多个系列、300多个品种的海带食品和保健品。综上所述，我国的海带产业存在着无法将自身的原料优势有效地转化为产品优势的不平衡发展趋势，其本质原因在于我国海带加工的工艺技术更新滞后，缺乏创新，因此，立足于海带的天然食用价值，以现代生物技术为核心研发相应的海带精深加工工艺，是解决上述问题的关键所在。海带富含碳水化合物，占藻体干重的44-56%，包括褐藻胶(22-26%)，甘露醇(11-18%)，粗纤维(9.8%左右)以及海带淀粉(1%)、褐藻糖胶(0.3-1.5%)等，其中，褐藻胶是最主要的海带营养物质。现代药理学研究证明，褐藻胶具有多种生理学活性，包括免疫调节、抗肿瘤和病毒、抗氧化、降血脂和血糖、抗凝血和血栓、抗辐射等，而褐藻胶寡糖更是极好的食品原材料和添加剂，具有整肠、解毒、降血糖血脂、抗炎、抗菌、免疫调节等保健功能。由此可见，褐藻胶也是最重要的海带功能成分。然而，现代生物学研究发现，褐藻胶是一类结构多糖，存在于海带藻体最坚固的部分——细胞壁中，其特异性降解酶主要来源于海洋生物，人体自身的消化系统，包括肠道微生物均不具备降解褐藻胶的能力，无法从具有天然藻体结构的海带食品中有效地获取和吸收。因此，借助工艺技术破解藻体结构，提取功能成分，也即进行“体外预消化”，是海带精深加工的重要内容。目前，我国以去除藻体结构为目的的海带预处理手段多为浸汁法，包括机械切分、打浆、浸提等主要步骤，其中，浸提方法略有变化，采用的浸提介质包括水、酸、酒精、碱液(如苏打)等，工艺上多需要加热保温处理，同时还需要附加一定的脱腥处理，诸如添加助剂浸泡，添加气味浓郁的辅料掩蔽，采用活性炭吸附，以及通过酵母的短时发酵作用(30-60min)脱腥。基于上述方法的制取技术主要是从宏观角度破坏肉眼可见的藻体结构，但从微观角度而言，多糖类物质的降解程度依然有限，其最直接的证据即在于需要额外的脱腥处理，因为褐藻胶本身即是腥味的主要来源。2007年，胡志和等对酶解制取海带汁的方法进行了研究和报道，即通过添加纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶对海带粉进行处理，再加水浸提获取海带汁，这是国内首次也是唯一一个利用酶解技术制取海带汁的报道，但其未针对海带中含量最高的褐藻胶进行酶解处理，其中的重要原因在于，目前上市的褐藻胶裂解酶制剂极少，同时极其昂贵。2011年，日本的Wakabayashi等获得了一株能够完全降解裙带菜的缚MMicrobulbifer sp.6532A,虽然该研究的初衷并不在于海藻的深加工技术开发,但却提供了一种新的深加工技术的研发思路，即可利用降藻微生物合成的天然复合酶系深度降解海带生物质，从而高效制取海带汁。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一株具有海带降解活性的海带降解菌株。本专利技术涉及的菌株已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏(地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，分类命名为細a 菌株名为ZJU HZ22,保藏号为CGMCC N0.5324，保藏日期为2011年10月14日。该菌株分离自东海舟山海域的表层海水及浮游海藻样品，分离过程如下:首先通过摇瓶水平的定向培养从样品中富集具有降藻活性的菌群，进而通过平板分离获得纯培养菌株，最后再通过摇瓶水平的定向筛选和驯化获取目标菌株。最终选育所得的菌株以alginolytica ZJU HZ22 (CGMCC N0.5324)为代表，其能够在7.5升发酵罐水平稳定地合成胞外复合酶，并通过酶解作用深度降解海带。本专利技术的另一个目的是提供一种由所述菌株制备海带汁的方法，即以粗制海带块为原料，利用菌株主导的生物降解作用直接消解藻体结构，获取海带汁。通过以下步骤实现: (1)原料预处理:普通干海带，适当浸泡清洗后切块(约1.5 cmX 1.5 cm)、烘干； (2)菌株种子液制备:培养基为含10g/Ι干海带块的降解培养基，装液量200 ml/250ml，接种后28°C，120 rpm条件下培养4天左右，可通过海带块的降解程度来判断种子液是否成熟； (3)海带汁制取:在7.5 L发酵罐中加入4.5 L降解培养基，另加干海带块40 g，聚醚(消泡剂)2.5 ml，121°C，20 min灭菌。充分冷却后按1%接种量接种，连接控制系统后，自动控制参数分别设定为:温度28°C，搅拌转速300 rpm,通气量2.5 LPM,持续培养100小时以上。发酵液经10000 rpmX15 min离心去除菌体和少量海带残渣后，所得上清液即海带汁。步骤(2) (3)中所述的降解培养基配方为:氯化钠7.8 g，七水合硫酸镁8.2 g，氯化钾0.5 g，氯化钙0.97 g，酵母抽提物0.1 g，去离子水1000 ml (无需调pH)。上述方法是以菌株T1aWaft3ZJU HZ22 (CGMCC N0.5324)直接降解海带块。该方法的原理是利用微生物的体外降解作用实现海带藻体的溶解以及海带大分子营养基质的水解，即在以海带块为单一碳源和能源物质的培养体系中，微生物出于自身生长的需要而大量合成具有针对性的胞外降解酶系，目的是将具有天然结构的海带生物质(以海藻多糖为主)降解成能够跨膜的小分子营养物质(以海藻寡糖和单糖为主)，这一过程中，除了其自身吸收利用以外，通常会在培养液中囤积多余的降解产物。因此，在微生物制取工艺中，菌株生长，降解酶活性以及海带降解程度之间存在着两两的耦合关系，分别以图2-4中的耦合曲线表征，其中，以0D_值代表细胞生物量，以褐藻胶裂解酶代表胞外复合酶系，以还原糖浓度代表海带降解程度。由图中曲线可以看出，在菌株的对数生长时期(8-50小时)，由于对小分子营养物质的需求旺盛，因此，由菌体主导的降解作用十分活跃，具体表现为褐藻胶裂解酶活性及还原糖浓度均呈现明显上升的趋势。至生长稳定期时(50-105小时)，细胞的增殖速度下降，凋零速度增加，同时，细胞主动分泌的降解酶减少，而由于死亡细胞的溶解作用，被释放的胞内降解酶增加，两者间此消彼长，不断变化，使得生物量及酶活均相应地呈现不规则的波动。此外，由于对小分子营养物质的需求降低，因此，由菌体主导的降解作用减弱，具体表现为还原糖浓度的递增趋势减缓，并逐渐达到一个较为稳定的值，此即所制取海带汁中的还原糖终浓，约为初始还原糖浓度(来自于121 °C，30 min灭菌过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有海带降解活性的海带降解菌株，所述菌株已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，分类命名为Tamlana?alginolytica，菌株名为ZJU?HZ22，保藏号为CGMCC?No.?5324，保藏日期为2011年10月14日。

【技术特征摘要】
1.一种具有海带降解活性的海带降解菌株，所述菌株已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，分类命名为菌株名为ZJU HZ22,保藏号为CGMCC N0.5324，保藏日期为2011年10月14日。2.根据权利要求1所述的一种具有海带降解活性的海带降解菌株制备海带汁的方法，其特征在于，通过以下步骤实现: (O原料预处理:取普通干海带，浸泡清洗后切块、烘干； (2)菌株种子液制备:培养基为含10g/Ι干海带块的降解培养基，装液量200 ml/250ml，接种后28°C，120 rpm条件下培养4天，通过海带块的降解程度判断种子液是否成熟； (3)海带汁制取:在7.5 L发酵罐中加入4.5 L降解培养基，另加干海带块40 g，聚醚2.5 ml，12rC，20 min灭菌，充分冷却后按1%接种量接种，连接控制系统后，自动控制参数分别设定为:温度28°C，搅拌转速300 rpm，通气量2.5 LPM，持续培养100小时以上，发酵液经10000 rpmX15 min离心去除菌体和少量海带残渣后，所得上清液即海带汁； 步骤(2) (3)中所述的降解培养基配方为:氯化钠7.8 g，七水合硫酸镁8.2 g，氯化钾0.5 g，氯化钙0.97 g，酵母抽提物0.1 g，去离子水1000 ml。3.根据权利要求1所述的一种具有海带降解活...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心齐，吴敏，孙聪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：