一种产β-葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌与应用转让专利
申请号 : CN202010513096.7
文献号 : CN111471603B
文献日 : 2021-06-25
发明人 : 蒋承建 , 莫雪艳 , 阎冰 , 何升 , 惠秦妍 , 李全文 , 蔡杏华 , 于苒 , 季凯 , 欧倩
申请人 : 广西大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌(Pichia guilliermondii),其命名为季也蒙毕赤酵母GXDK6,于2018年06月25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.16007。
2.权利要求1所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用。
3.根据权利要求2所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述应用包括将季也蒙毕赤酵母菌接种至培养基中进行发酵的步骤,所述培养基含有唯一或两种以上的碳源。
4.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述的碳源为五碳糖、六碳糖、麸皮、木薯粉、甘蔗渣、蔗糖、棉子糖、菊粉、麦芽糖、D‑海藻糖、木聚糖、纤维素、纤维二糖、乙醇、琥珀酸中的任意一种,所述的五碳糖为L‑阿拉伯糖或D‑木糖,所述的六碳糖为葡萄糖、D‑甘露糖、D‑甘露醇、D‑果糖、D‑山梨醇、L‑鼠李糖、L‑山梨糖或D‑半乳糖中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述培养基为YPD培养基或GBM培养基。
6.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述菌种分别接种至含有麸皮、木薯粉、甘蔗渣或葡萄糖唯一碳源培养基,于pH 3.5条件下发酵2天。
7.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述发酵温度为30‑37℃,发酵pH为2.5‑10.0,培养基中氯化钠重量含量为0‑12%。
8.根据权利要求7所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述发酵温度为30℃,发酵pH为7。
9.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述发酵时间为24‑216小时。
10.根据权利要求3所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌作为发酵菌种制备β‑葡萄糖苷酶的应用,其特征在于,所述菌种接种至GBM培养基或含有葡萄糖、蔗糖、果糖和木糖任意一种碳源的培养基发酵11‑72小时,获得特殊香味代谢产物。
11.权利要求1所述的产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌用于耐受重金属Cd、Cu、Mn、Co、Ni、Cr或Zn的应用,所述Cd浓度≤11.2ppm、Cu浓度≤1000ppm、Mn浓度≤5494ppm、Co浓度≤294.6ppm、Ni浓度≤5.8ppm、Cr浓度≤259.9ppm以及Zn浓度≤654ppm。
说明书 :
一种产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌与应用
技术领域
背景技术
葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21),又称β‑D‑葡萄糖苷葡萄糖水解酶、苦杏仁苷酶、龙胆二糖酶、纤
维二糖酶(cellobias,CB或β‑G)。β-葡萄糖苷酶在工业生产中具有非常大的应用价值。首
先β-葡萄糖苷酶是纤维素分解酶系中的重要组成成分,也是水解纤维素过程中最后一步
关键酶。其次β‑葡萄糖苷酶可作为香气改良或提升的关键酶,能比较温和而迅速地水解风
味前体物质,释放结合态的挥发性成分,并使某些特殊感官特征得到提升。除此之外,β‑葡
萄糖苷酶还在植物的害虫防御、某些癌症的诊断和治疗,以及日用化工业非离子表面活性
剂烷基糖苷生产等方面中广泛应用。该酶广泛存在于动植物、昆虫、丝状真菌、酵母菌、细菌
当中,在植物的种子和微生物中尤为普遍,与植物、动物、昆虫以及细菌相比,酵母细胞具有
易培养、生长快、胞外酶易于分离等特点,使从酵母菌中生产比活高、特性优良的β‑葡萄糖
苷酶成为优势。目前还没有报道过产β‑葡萄糖苷酶的季也蒙毕赤酵母菌株。
王益姝.生香酵母及其面团发酵过程与面包香气特征研究[D].江南大学,2016)。生香酵母
发酵产生的香气物质受菌种和培养条件等因素的影响。不同的生香酵母可产生花香、植物
香、果香、甜味、酱香、焦糊味等独特香味。这些香味成分主要为醇类、酯类、吡咯、酸类、吡
嗪、醛类、酮类、呋喃、芳香族类等物质,其中醇类和酯类是生香酵母可普遍代谢产生的主要
香气物质(参考文献:付俊淑,庄世文,徐丹丹等.酵母分离株分子鉴定及其挥发性香气成分
检测分析[J].食品与发酵工业,2010,36(02):44‑48)不同挥发成分具有的特殊香气不同,
酯类具有甜的水果味;醇类具有植物味、花香味、泥土味、金属味;醛类具有水果味、坚果味、
干酪味;酮类具有水果味、花香味;呋喃类具有温暖的甜香味、香脂味、类烟草味;吡咯和吡
啶类具有甜味、烧烤香味、焦糖味、碱性味、生鸡蛋香味、坚果味、爆米花味;吡嗪类具有坚果
味、烧烤味;含硫化合物具有洋葱味、类汽油味、卷心菜味、臭鸡蛋味(参考文献:章超桦,解
万翠.水产风味化学[M]中国轻工业出版社,2012)。生香酵母在酒业、食品、香精、香料等行
业具有广泛的用途。目前还没有报道过产β‑葡萄糖苷酶的生香季也蒙毕赤酵母菌株。
发明内容
会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.16007。
包括L‑阿拉伯糖、D‑木糖,所述的六碳糖包括葡萄糖、D‑甘露糖、D‑甘露醇、D‑果糖、D‑山梨
醇、L‑山梨糖、L‑鼠李糖。
糖、纤维二糖、乙醇、L‑鼠李糖、琥珀酸,不可同化卡拉胶、可溶性淀粉、乳糖、D‑核糖、肌醇、
莽草酸、壳聚糖、羧甲基纤维素钠、水杨酸。
42.31‑52.17%,特殊香气代谢产物含量分别为17.16‑29.57%、8.40‑45.79%、31.76‑
47.49%、18.67‑20.15%、22.98‑26.36%。
异甘醇、乙酸、丙酸、壬醛、2‑乙基己基甲酸酯、十二烷酸、2‑乙基己醛乙二醇缩醛。
3.6‑6.0;最适反应温度为20‑70℃,酶活力最高达0.116U,Fe 、Co 、Ca 、Ni 、Mn 、Zn 、K
2+ 3+ 2+ + 2+
对酶具有激活作用,且激活效果依次减弱,Cu 、Al 、Mg 、Na 、Sr 对酶活性具有抑制作用,
且抑制效果依次减弱。
附图说明
具体实施方式
聚糖、D‑半乳糖、纤维素、L‑阿拉伯糖、D‑木糖、纤维二糖、卡拉胶、可溶性淀粉、乳糖、D‑核
糖、L‑鼠李糖、肌醇、莽草酸、琥珀酸、壳聚糖、羧甲基纤维素钠,115℃灭菌15min;乙醇、水杨
酸过滤除菌。
的柠檬酸铁铵溶液至三价铁终浓度为0.3%。
摇床震荡培养一小时,用无菌蒸馏水梯度稀释成10 、10 、10 、10 、10 ,分别取10 ~10
的稀释菌液100μL分别涂布到YPD固体培养基中,于37℃培养2~3天,挑取乳白色,微凸,湿
润,边缘整齐,规则圆形,表面光滑的单菌落进行平板划线2~3次得到单菌落。
94.6%;碱基识别准确率在99.9%以上的碱基所占百分比为86.73%。三代测序结果其测的
的序列长度大,没有不确定碱基。基因组序列拼接后序列的总长度为10,722,568bp,GC百分
含量为43.65%;ncRNA的预测共有tRNA和rRNA两大类;CAZy分析糖苷水解酶类的基因有57
条,糖基转移酶类的基因有57条,碳水化合物酯酶类的基因有21条,辅助活性酶类基因有13
条,不含多糖裂解酶类基因,如表1‑2所示。
Scaffold Total(Mb) 10.72 %Q40 99.99%
Contig Total(Mb) 10.72 tRNAs 159
Scaffolds 14 rRNAs 28
Contigs 14 Simple Repeats(bp) 31.85%
Scaffold N50(Mb) 1.67 genome%GC 43.65%
Contig 50(kb) 1675 total genes 5,175
PL 0 0
CE 21 0.46
AA 13 0.28
CBM 3 0.07
GH 57 1.24
源性较高的序列,结果表明它与季也蒙毕赤酵母菌(P.guilliermondii)18S rDNA序列同源
性较高(99%以上),通过Neighbor‑Joining法构建系统发育树,详见图1所示。
示。
培养16h,pH生长范围pH2.5‑10.0,如图4‑B所示。
甘露糖 +++++ 甘露醇 ++++ 乳糖 ‑
D‑果糖 +++++ 木聚糖 +++ D‑核糖 ‑
葡萄糖 +++++ D‑半乳糖 +++ 卡拉胶 ‑
蔗糖 +++++ 纤维素 ++ 水杨酸 ‑
棉子糖 +++++ L‑阿拉伯糖 ++ 肌醇 ‑
菊粉 +++++ D‑木糖 ++ 莽草酸 ‑
麦芽糖 +++++ 纤维二糖 ++ 壳聚糖 ‑
D‑海藻糖 +++++ 乙醇 ++ 可溶性淀粉 ‑
D‑山梨醇 +++++ L‑鼠李糖 + 羧甲基纤维素钠 ‑
山梨糖 ++++ 琥珀酸 +
0‑11.2、0‑1000、0‑5494、0‑294.6、0‑5.8、0‑259.9、0‑654ppm浓度的重金属环境具有极强耐
受性,如表4、图4‑D所示。
Cd 0‑0.1ppm 0‑11.2ppm
Cu 0‑2ppm 0‑1000ppm
Mn 0‑5ppm 0‑5494ppm
Co ‑ 0‑294.6ppm
Ni 0‑1ppm 0‑5.8ppm
Cr 0‑1.5ppm 0‑259.9ppm
Zn 0‑5ppm 0‑654ppm
萄糖培养条件下的细胞生长量48.8%、45.5%和51.5%,如图4‑E所示。
母GXDK6可产β‑葡萄糖苷酶,如图5所示。
2018年06月25日将其保藏于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的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CGMCC No.16007。
2m L/min。进样量1μL,不分流进样,色谱柱(30m×250μm×0.25μm),升温程序:40℃恒温
4min,以10℃/min的速度升温至210℃,保持6min。MS条件:电子电离(elec‑tronic
ionization,EI)源,电子能量70eV,离子源温度230℃,四级杆温度150℃,扫描范围50.00~
600.00amu。
特殊香气代谢产物含量分别为17.16‑29.57%、8.40‑45.79%、31.76‑47.49%、18.67‑
20.15%、22.98‑26.36%;所述特殊香味代谢产物种类为酯类、醛类、酮类、呋喃类、酸类、醇
类、含硫化合物、吡嗪和吡咯,主要的香气成分为β‑苯乙醇、3‑己烯‑1‑醇、法尼醇、α‑松油
醇、异甘醇、乙酸、丙酸、壬醛、2‑乙基己基甲酸酯、十二烷酸、2‑乙基己醛乙二醇缩醛等。如
表5‑8、图6所示。
标版中,读取每个浓度的OD410吸光值,然后把pNP浓度作为横坐标,把OD410数值作为纵坐标,
绘制pNP的标准曲线。
蒸馏水(μL) 1000 995 990 985 980 975 970 965 960
10μmol/mLpNP(μL) 0 5 10 15 20 25 30 35 40
pNP浓度(μmol/mL) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
液,混匀,终止酶反应,取200μL测OD410。发酵液沸水浴5min灭活,做空白对照。
示。
件下,Zn 、Cu 、Mg 、Fe 、Ca 、K、Mn 、Na 、Co 、Ni 、Al 、Sr 终浓度为1mM的条件下测定
3+ 2+ 2+ 2+ 2
酶活,确定金属离子对酶活性的影响,如图7‑E所示,与对照组相比,Fe 、Co 、Ca 、Ni 、Mn
+ 2+ +
、Zn 、K 对酶具有激活作用,且激活效果依次减弱,分别为203.1%、136.9%、108.5%、
3+ 2+ 3+
107.4%、105.6%、103.6%、101.0%,其中Fe 、Co 对酶有显著的激活作用,Fe 对酶的激
2+ + 2+ 3+ 2+ + 2+
活作用最明显,Zn 、K对酶的激活作用微乎其微;Cu 、Al 、Mg 、Na 、Sr 对酶活性具有抑
2+
制作用,且抑制效果依次减弱,分别为85.9%、95.6%、97.7%、98.2%、99.7%,其中Cu 对
2+ + 2+
酶活性具有显著的抑制作用,Mg 、Na、Sr 对酶活性的抑制作用极其微小。