[发明专利]一株生物转化L-苯丙氨酸生成2-苯乙醇的酿酒酵母

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说涉及一株新分离的酿酒酵母及其用于生物转化L-苯丙氨酸生产2-苯乙醇的方法。

背景技术

2-苯乙醇，又名β-苯乙醇，英文名为2-phenylethanol，分子式为C8H10O，常温下是无色透明的液体，天然存在于一些花和植物比如玫瑰、茉莉等的精油中。2-苯乙醇具有的玫瑰香味深受人们欢迎，是所有玫瑰香型香气的基本组分，其在食品、化妆品、日用品、烟草和药品中有广泛的应用。

2-苯乙醇的生产方法可分为生物合成法、直接从植物中提取法和化学合成法三种。

研究发现酵母菌可以从头开始合成，也可以通过氨基酸分解途径转化L-苯丙氨酸生成2-苯乙醇。马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)、发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和异常汉逊酵母(Hansenula anomala)等在生长过程中从头合成一定量的2-苯乙醇。1907年Ehrlich发现在一些酵母细胞中，L-苯丙氨酸通过转氨作用生成苯丙酮酸、再脱羧形成苯乙醛，苯乙醛经氧化脱氢酶作用生成2-苯乙醇，这条途径后来以Ehrlich的名字命名。利用这条途径通过生物转化L-苯丙氨酸生产2-苯乙醇是目前生物合成法制备2-苯乙醇的主要方法。

Albertazzi等人用异常汉逊酵母(Hansenula anomala CBS 110)在含2克/升L-苯丙氨酸而不含其他氮源的培养基中培养24小时得到1.7克/升2-苯乙醇，相同条件下使用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae NCYC 739)得到1.5克/升2-苯乙醇(1994)。Huang等人用发酵毕赤酵母(Pichia fermentans L-5)转化L-苯丙氨酸16天后可得到453毫克/升的2-苯乙醇(2000)。Stark等人采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae Giv 2009)为出发菌株，在含有6克/升L-苯丙氨酸的培养集中转化48小时候得到2.35克/升2-苯乙醇。鉴于2-苯乙醇对酵母细胞的毒害作用，使2-苯乙醇的产量停留在一个较低的水平，研究人员采用了原位产物分离技术来提高2-苯乙醇的产率。Stark等人以油醇作为萃取剂，采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae Giv 2009)进行两相补料分批转化，最终2-苯乙醇浓度可达到12.6克/升。采用这种方法虽然2-苯乙醇产量得到了较大提高，但同时给产物的分离提取带来了很多困难，也增加了生产成本。

从植物中提取2-苯乙醇的方法因原料来源有限，且原料中比如玫瑰中2-苯乙醇的含量很低，提取成本太高，以此方法得到的产品目前仅应用于高档香料中；化学合成法普遍存在较严峻的环保问题，反应条件一般较剧烈，对设备要求较高，且产品不是天然的；生物合成法具有产品绿色天然、成本低、反应条件温和、环境污染小等等突出优点，是将来2-苯乙醇制备研究的方向，有极好的发展前景。但从自然界中筛选2-苯乙醇生产菌株是一项十分艰巨的工作，筛选到的野生菌株产量和产率往往非常低，对产物2-苯乙醇的耐受性低，所以国际上用生物合成法生产2-苯乙醇的技术尚未成熟，目前还没有产业化生产的报道。

发明内容

本发明的目的是针对目前市场对天然绿色产品的需要，以及生物法生产2-苯乙醇产物浓度低、没有好的生产菌株等问题，提供一株新分离的生产2-苯乙醇的酿酒酵母，并提供用此菌株生物转化L-苯丙氨酸生产2-苯乙醇的方法。

本发明涉及的酿酒酵母名为Saccharomyces cerevisiae P-3，已于2009年3月1日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC M 209035。

上述Saccharomyces cerevisiae P-3 CCTCC M 209035菌株的生理生化特征如表1所示。

表1菌株Saccharomyces cerevisiae P-3 CCTCC M 209035的生理生化特征

上述Saccharomyces cerevisiae P-3 CCTCC M 209035菌株的18S rDNA序列与其它多株酿酒酵母的18S rDNA序列有99％的相似性。