[发明专利]一种枯草芽孢杆菌及其生物转化阿魏酸生产香兰素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物菌株，尤其涉及一种枯草芽孢杆菌及其生物转化阿魏酸生产香兰素的方法。 

背景技术

香兰素(Vanillin)，又名香草醛、香草素、香兰醛或香茅醛、甲基原儿茶醛、凡尼林，其化学名称为4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，分子式为C₈H₈O₃，相对分子量为152.15，其分子结构如下： 

香兰素具有香荚兰豆的香气，外观为白色至黄色针状或粉末状结晶，微溶于水(1g/100ml，20℃)，易溶于乙醇、苯甲基苯甲酸酯、冰醋酸、二硫化碳、吡啶、脂肪和芳香酯等有机溶剂中和强碱溶液中；易受光化作用的影响，在空气中逐渐氧化。香兰素具有较低的气味识别阈值，在生产和储存过程中容易携带其它气味；无毒，对人和动物无害，对皮肤和粘膜有局部的刺激(李士炼，2005)。香兰素是一种具有代表性的广谱香料，有“香料之王”的美称，也是重要的有机化学品中间体，在食品工业、医药工业、日化工业、烟草工业、电镀工业等领域得到了广泛的应用(陈朋等，2008)。 

香兰素是目前世界上产量最大的合成香料，年消费量约1.2～1.8万吨，而且其需求量每年仍以10％的速度在增加。从香荚兰中提取制备的天然香兰素产量低，每年实际只有约20～50吨，余下的消费缺口都是通过化学合成法填补，化学合成法存在许多不可避免的弊端，如产品香型单一、易掺杂质等，价格低，工业级6～7万元/吨，食品级7～10万元/吨，而天然级产品目前售价高达40～50万元/吨，如此悬殊的价格差异，使得香兰素市场竞争越来越激烈。 预计全球每年需求量以5％的速率递增，总量约15000吨/年，但是天然香兰素的供给量不到1％。生产成本是一个值得考虑的问题，就目前的技术水准来说，采用植物细胞培养法生产香兰素的成本将高达15000美元/kg，而采用传统方法从香荚兰豆中提取香兰素的成本为4000美元/kg，利用微生物发酵法的成本约1000美元/kg。 

目前在市场上供应的香兰素有三种，即(1)从香子兰花荚中提取的天然香兰素；(2)用化学合成法(如愈创木酚法、木质素法、黄樟素法、丁香酚法、对羟基苯甲醛法、4-甲基愈创木酚法、对甲酚法等)生产的香兰素；(3)用微生物法生产的香兰素(郑波涛，2007)。从香子兰花荚中提取的天然香兰素获得的香兰素为天然制品，但由于目前生产天然香兰素的方法受制于香子兰荚果供应(欧仕益等，2004)。香兰素化学生产方法有产率高的特点，目前处于香兰素合成主导地位，但是大多数化学合成的香兰素在纯度、香气、安全性等方面都亚于天然提取的香兰素，并且化学工艺产生的废弃物对环境存在很大危害。 

从香兰素作为一种重要的香料被使用至今，香兰素的方法就在不断的更新，就其生产工艺的不同，所得到的转化效率也相差悬殊，化学合成法相对于生物合成法产率要高很多，这也是目前大多数香兰素合成都采用化学合成法的一个主要原因。但是随着对香兰素生产环境要求的不断提高，传统的化学合成方法将会不断受到生物合成法的冲击，努力提高生物转化效率是当前生物法的主要突破口。相比其它生物合成方法，微生物转化法以其转化率高、成本低、环境污染低、天然性的优点应用于生产天然香兰素。随着现代生物学的发展，微生物转化法生产天然香兰素随即成为研究焦点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种枯草芽孢杆菌。 

本发明所要解决的另一个技术问题是提供采用该枯草芽孢杆菌生物转化阿魏酸生产香兰素的方法。 

为解决上述问题，本发明所述的一种枯草芽孢杆菌，其特征在于：该枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌B7-S(Bacillus subtilis B7-S)，其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC NO：M 2011162(保藏单位地址：中国.武汉.武汉大学；保藏日期：2011年5月5日)。 

如上所述的一种枯草芽孢杆菌的制备方法，包括以下步骤： 

(1)出发菌种的选择：出发菌种为枯草芽孢杆菌B7(Bacillus subtilis)，其在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCC NO：1.210； 

(2)制备种子培养基：将10.0～20.0g胰蛋白胨、2.0～6.0g牛肉浸膏、5.0～20.0g氯化钠、0.2～2.0g阿魏酸与1.0L蒸馏水混合均匀后，在压强为1.05Kg/cm²、温度为121℃的条件下灭菌20min，即得阿魏酸浓度为0.2～2.0g/L的种子培养基；