[发明专利]一株耐高温、耐高糖的乳酸菌

说明书

技术领域：

本发明属于乳杆菌领域，特别涉及耐高温、耐高糖的乳杆菌株。

背景技术：

近年来，由于具有一些特殊的功能，极端微生物的研究越来越引起人们重视。其中，耐高温、耐高渗乳酸菌由于其在食品、医药和化工等多种工业的广泛应用而尤为突出。目前其主要应用包括如下几个方面：(1)乳酸：乳酸是一种重要的食品和化工原料，并可制备可降解高分子材料-聚乳酸，因而近些年备受关注。(2)生物防腐剂：乳酸链球菌素是近些年广泛使用于食品和饮料的一种生物防腐剂，与化学防腐剂相比，其对人体无害，并且具有较广的抑菌谱。(3)食品：酸乳、干酪、泡菜、豆豉等都是世界上各个国家广泛喜爱的一种功能性食品，它们都是以乳酸菌为发酵菌种的。在高渗和高温的条件下，利于提高底物和产物的浓度。另外，在生产中可以减少污染杂菌，降低生产风险。

对于微生物工业来言，如何获得一株优良的菌种非常关键，因此乳酸菌的分离选育工作至关重要，但要取得优良的菌种却并非易事。尽管现在采用基因工程等技术手段可以添加外源基因到细胞内，或者删除某个基因。但就目前技术看来，获得一个具有优良性状的菌株仅靠以上的简单基因操作并不容易，并且删除某个基因或者导入外源基因可能会破坏乳酸菌胞内的代谢平衡，进而影响细胞的正常代谢生长。另外，对于食品工业而言，基因工程菌的使用可能具有高度安全隐患，在很多国家是被禁止的。因此，传统的诱变育种仍是大多数工业微生物育种最重要、最有效的技术。

目前用于微生物诱变育种的方法有物理和化学诱变，其中物理诱变包括紫外线、激光、X射线、γ射线、快中子等物理方法，化学诱变主要包括各种烷化剂(硫酸二乙酯、亚硝基胍和甲基磺酸乙酯等)。

烷化剂又称烷基化剂，是能将小的烃基转移到其它分子上的高度活泼的一类化学物质。一般引入的烷基连接在氮、氧、碳等原子上。烷化剂常具突变源性，因为它能改变脱氧核糖核酸中的核苷酸。现已知道有几种不同的化学治疗药物属于烷化剂。它们具有一个或两个烷基，分别称单功能或双功能烷化剂，所含烷基能与细胞的DNA、RNA或蛋白质中亲核基团起烷化作用，常可形成交叉联结或引起脱嘌呤，使DNA链断裂，在下一次复制时，又可使碱基配对错码，造成DNA结构和功能的损害，严重时可致细胞死亡。属于细胞周期非特异性药物。常用的烷化剂有烯烃、卤烷、硫酸烷酯等。

而这些烷化剂在传统的诱变操作中，由于其具有诱变育种效果好、操作条件简单的优点，被广泛使用。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一株新的乳杆菌菌株及其在乳酸发酵方面的应用。

本发明所提供的乳杆菌为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)，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，保臧编号为CGMCC No.4430，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。保藏日期2010年12月08日。

该菌株特点如下：在显微镜下观察，该菌株为杆状，宽度小于1μm，2到3个杆菌易于连成连接在一起；在固体培养基上，该菌菌落为乳白色，表面光滑，湿润，粘稠，边缘较整齐。与原始菌相比，该诱变菌株在形态上明显小于出发菌株。

出发菌株鼠李糖乳杆菌CGMCC No.1.2134购于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。

本发明鼠李糖乳杆菌采用下述流程进行选育：

原始出发菌种→试管活化→高温驯化→硫酸二乙酯(DES)诱变→高糖平板筛选→亚硝基胍(NTG)诱变筛选→高温菌筛选→摇瓶复筛→传代稳定性试验→5L发酵罐试验

本发明所采用的原始菌株最适发酵温度为37℃，为了提高其耐高温的性质，首先采用逐步提高温度的方法进行驯化。直到其能够在45℃平板能生长为止。然后采用DES对获得高温菌进行进一步诱变，诱变后通过培养基A高糖平板(250g/L葡萄糖)进行初筛，接着对选育出来的菌株继续进行NTG诱变，通过培养基A高糖平板(250g/L葡萄糖)进行高温菌(耐受55℃)初筛，然后采用250mL三角瓶复筛，选育优良的乳杆菌株，然后做传代实验，评价其遗传稳定性，并用液相色谱、气质联用测定发酵液中的代谢物含量，最后采用5L发酵罐进行实验效果的评价。

菌株CGMCC No.4430遗传稳定性结果表明：经过连续传代十次，各项性能指标都比较稳定，遗传性较好，性状没有回复，因此把菌株CGMCC No.4430作为选育得到的目的菌株。