[发明专利]烟曲霉SQH4及在生物转化法制备花旗松素中的应用

说明书

本发明公开了一种烟曲霉SQH4及在生物转化法制备花旗松素中的应用，以落新妇苷为底物，烟曲霉SQH4发酵制备发酵液为催化剂，在底物投料浓度为3g/L时，花旗松素的转化得率为92.3％。本发明的技术优势有：相比于从植物中提取花旗松素，解决了生产原料紧缺的问题；相比于酸水解落新妇苷法，具有转化专一性好，产物得率高的优点。本发明是一种可选的花旗松素生产方法，工艺具有生产成本低、转化率高、环境污染小等优点。

(一)技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体地说，是关于一种以落新妇苷为原料，生物转化法制备花旗松素的方法。

(二)背景技术

花旗松素(taxifolin)，又名二氢槲皮素(dihydroquercetin)、黄杉素、紫杉叶素，属一种二氢黄酮醇类化合物，化学名为3,5,7,3',4'-五羟基黄烷酮(3,5,7,3',4'-pentahydroxyflavanone)，CAS号为480-18-2，分子式为C₁₅H₁₂O₇，分子量为304.25，结构式见图1。

近年来的研究表明花旗松素有多种药理活性，如具有非常强的抗氧化活性；降低血脂、血粘度、血压和血糖，保护红细胞避免氧化导致的溶血，可以用于心血管疾病和糖尿病的治疗；对四氯化碳引起的肝损伤有保护作用等。动物实验表明花旗松素具有良好的降血压功效，保护缺血、缺氧对脑组织的损伤。此外，花旗松素还具有抗炎、抗病毒、抗辐射、抗突变、抗肿瘤等活性。花旗松素无毒、无过敏、无致畸和致突变作用，可用作药品或食品添加剂。如在俄罗斯，花旗松素已作为一种安全的食品添加剂(抗氧剂)被广泛用于植物油、动物油、奶类制品、肉类制品等食品的保鲜，还应用于功能性饮料及相应的食品。2017年2月14日，欧盟食品安全局就落叶松提取物(花旗松素)作为新资源食品发布意见，批准富含花旗松素的落叶松提取物用于非酒精饮料、酸奶和巧克力糖果等。

花旗松素在紫杉、黄杉、落叶松等植物中含量较高，纹母树、野黑樱等植物中也有极少量存在。花旗松素的直接来源可以从这些植物中提取，但因紫杉和黄杉已被列入全球濒危树种禁止采伐，而落叶松只分布在俄罗斯西伯利亚东部、蒙古国东北部、中国东北地区和朝鲜，且生长周期较长，所以可利用生产花旗松素的资源极为稀少和匮乏。现有的化学合成工艺存在路线复杂、操作难度大、原料毒性大或收率低等问题，还不具备工业化应用条件。目前全球年产量不足20吨，而中国产量仅有5吨。可以看出，花旗松素的市场需求较大，但缺乏经济有效的生产方法。

落新妇苷(astilbin)，即花旗松素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷(taxifolin-3-O-α-L-rhamnoside)，CAS号为29838-67-3，分子量为450.41，分子式为C₂₁H₂₂O₁₁。落新妇苷在土茯苓、紫荆花、肿节风等植物中含量较高，如在土茯苓中，最高含量可以达到3.68％(中国发明专利201210542691.9)。相比于花旗松素，落新妇苷的生产原料丰富，成本低。所以，如以落新妇苷为原料，水解切除鼠李糖残基而转化为花旗松素，则是一条可行的生产方法。目前国内已有以落新妇苷为原料，采用酸水解的方法制备花旗松素的专利申请(中国发明专利201610114644.2)，落新妇苷的水解率达到89.7％，但该专利未说明相对于底物的花旗松素得率。较高的落新妇苷水解率不代表可以获得较高的花旗松素得率，落新妇苷也可能被水解成其他产物。产物得率低是天然产物酸水解法制备的常见问题，母核结构容易被破坏，产生其他副产物，导致产物得率低。

为了开发一种经济有效的花旗松素生产方法，本发明采用生物转化落新妇苷为花旗松素(反应式见图1)，筛选获得了一株转化能力高、专一性好的微生物菌株，经培养获得含糖苷酶的菌体，以含湿菌体的发酵液或将湿菌体悬浮于缓冲液中反应体系中，将落新妇苷转化为花旗松素，可以获得较高的转化得率。

(三)发明内容

本发明目的是提供一株产糖苷酶的微生物新菌株—烟曲霉(Aspergillusfumigatus)SQH4，及其在转化落新妇苷制备花旗松素中的应用。