[发明专利]一种发酵乳酸杆菌及利用其制备D-塔格糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程和酶工程技术领域，具体涉及一种发酵乳酸杆菌及利用其制备D-塔格糖的方法。

背景技术

D-塔格糖(D-tagatose)是一种较为罕见的天然六碳酮糖，甜度为蔗糖的92％，而产生的热量只是蔗糖的1/3，具有改善肠道菌群、不致龋齿并对治愈II型糖尿病患者有辅助效果等生理功效，是一种很好的低能量食品甜味剂和填充剂。此外，因其具强抗氧化性和保护细胞效应，可作为有应用价值的药物中间体来显著抑制可卡因等对肝细胞的毒害和促进母体及胚胎健康，D-Tag将被广泛的应用于美容、食品和医药行业。

塔格糖的发展始于上世纪90年代中期，其早期的生产工艺由美国生物技术公司Spherix发明，2001年4月塔格糖正式被美国FDA批准为GRAS产品。同年7月联合国粮农组织和世界卫生组织联合食品添加剂委员会(JECFA)推荐塔格糖为一种新的低热量甜味剂，可以作为食品添加剂使用。1997年，丹麦MD食品公司获得美国Spherix公司的许可，生产和销售用作食品添加剂的塔格糖。2000年MD公司与Arla食品集团合并，组成了欧洲量大、世界第二大乳制品生产商，该公司生产干酪产生的大量乳清成为塔格糖原料的重要来源。几年来塔格糖的生产进展缓慢，产品迟迟不能上市，曾引起美国Spherix公司对MD公司的法律诉讼。直到2003年，Arla乳制品集团和德国食糖生产商Nordzucker达成协议，在德国的汉诺威建立了塔格糖的生产厂，年产塔格糖1250吨，并以Gaio商品名投放市场，2003年夏季产品正式上市。该产品最早在美国获准上市，2003年10月欧洲委员会正式批准Gaio塔格糖投入欧盟市场，获准塔格糖上市销售的还有澳大利亚、新西兰、韩国等国家。

目前国内还未有塔格糖的工业化报道，国外主要以乳糖水解液为原料，通过化学和生物法异构而成。Beadle等以乳糖为原料化学合成D-塔格糖，但化学法为高消耗、高污染，副产物多、不利于后续分离纯化、产率低。近年来D-塔格糖的研究集中在利用L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)酶法转化D-半乳糖生成D-塔格糖，菌株包括Escherichia coli、Thermotoga neapolitana(陆地热泉高温神袍菌)、Geobacillus stearothermophilus(嗜热脂肪地芽孢杆菌)、Geobacillus thermodenitrificans(高温烷烃芽孢杆菌)、Thermus sp(栖热菌，温泉里可筛选)、Thermoanaerobacter mathranii(嗜热杆菌)、Thermotoga maritima(海栖热袍菌)、Alicyclobacillus acidocaldarius(酸热脂环酸芽孢杆菌)、Bacillusstearothermophilus US100(嗜热脂肪芽孢杆菌)等。其中乳酸菌为益生菌，生长适宜的pH和底物乳糖水解液pH一致，操作方便，故引人关注，有一些专利申请，如Lactobacillusplantarum(CN1948500A，2007)、L.pentose(US6057135，2000)，但是生成的产物在转化后期会被进一步代谢，从而转化率较低。因此，若能筛选获得一株性能良好、酶活高的D-塔格糖产生菌，对开发自主产权的D-塔格糖产业化具有重大的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一株高产L-阿拉伯糖异构酶的发酵乳酸杆菌。

本发明还要解决的技术问题是提供利用上述发酵乳酸杆菌制备D-塔格糖的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明人实验室选育并保藏的微生物菌株发酵乳酸杆菌(Lactobacillus fermentum)NXTag-1，目前该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，登记入册的编号是CGMCCNo.2921，保藏日期是：2009年02月25日，以此菌作为生产菌株。

CGMCC No.2921菌株具有下述性质：

1、菌落形态学特征：

在MRS培养基上，37℃培养48h出现边缘乳白色小菌落()，菌落呈圆形，表面光滑，中央凸起，透明。适当延长培养，菌落增大，细胞的尺寸和形状变化很小。

2、生理与生化特性：

a.培养温度：30～40℃，最适温度为37℃；

b.在pH 6.0～8.0范围内生长；

c.不产生色素；

d.耐NaCl浓度：在5％浓度可以生长。

3、16S rDNA序列分析：