[发明专利]一种高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用

说明书

本发明涉及一种高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用。所述高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)S1001菌株，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2019年2月25日，保藏编号为CGMCC No.17255，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该菌种具有在兼性厌氧固态发酵条件下，利用生料高产四甲基吡嗪的特性，将其应用到生料固态培养工艺中，可以生产富含四甲基吡嗪的曲，对进一步提高酒体中健康活性物质具有重要作用。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，涉及一种地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用，尤其涉及一种高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用。

背景技术

四甲基吡嗪(2,3,5,6-tetramethylpyrazine)又名川芎嗪，是我国首先从常用中药川芎中提取出的生物碱，它是川芎治疗心脑血管疾病的有效成分之一，已被证明具有保肝、扩张血管、改善微循环及抑制血小板集聚等作用，广泛应用于心脑血管疾病、肾小球疾病和呼吸系统疾病等的治疗。在中国白酒中亦检测到一定浓度的四甲基吡嗪，主要通过制曲和高温堆积发酵中经微生物和美拉德热反应共同作用产生，经蒸馏带入酒中，赋予了中国白酒以健康功能。

CN101445786A公开了一株高产四甲基吡嗪的枯草芽孢杆菌XZ1124，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M208157。该菌株来源自酱香型白酒的高温大曲，该菌株能以葡萄糖、蔗糖、糖蜜以及豆饼粉为底物，以大量积累内源前体来提高四甲基吡嗪的产量。解决了微生物发酵生产四甲基吡嗪中产物浓度低、需外源添加前体和前体利用率低的问题。

CN107446860A公开了一种产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌及其应用，其中所述地衣芽孢杆菌的分类命名为地衣芽孢杆菌GJBL055，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2017年4月24日，保藏编号为CCTCC NO：M2017204。使用中温架子培养模式，将地衣芽孢杆菌接入到平板大曲中，通过对功能微生物的预培养、架子曲空间模型的构建，区房温度的四阶段调控，形成一种中温条件下高产四甲基吡嗪的大曲制造工艺，使大曲中四甲基吡嗪含量提高到提高到400mg/kg。

CN101955980A公开了一种生产四甲基吡嗪的方法及其生产菌株，具体地说是一种微生物利用还原糖发酵积累前体乙偶姻、以及乙偶姻和氨经非酶促反应合成四甲基吡嗪的两步法生产工艺，属于生物工程技术领域。菌株利用还原糖发酵获得生物量并积累内源前体乙偶姻，然后，发酵体系中的乙偶姻和氨经非酶促催化反应合成四甲基吡嗪。乙偶姻积累量得以有效提高(38-44g/L)，高浓度的内源前体乙偶姻和氨在适宜的条件下可快速反应生成四甲基吡嗪(16-20g/L)，内源乙偶姻的积累以及原位发酵环境，显著提高了前体的利用率(40.3％)。且该方法是在液态条件下，通过添加外源铵盐来提高四甲基吡嗪的含量。

但是，制曲和堆积过程为开放式发酵模式，微生物组成和结构比较复杂，很难进行过程参数控制来调控四甲基吡嗪的高效积累。同时，制曲过程周期长(30天)、效率低，且主要为酸性环境，不利于四甲基吡嗪的高效合成，致使四甲基吡嗪含量相对较低。同时，细菌麸曲纯种培养可以提高四甲基吡嗪含量，但该过程麸曲需要蒸煮，需消耗一定量的能耗。同时，大曲中产四甲基吡嗪的菌株主要为好氧菌，而白酒酿造为固态发酵模式，过程中大多为厌氧和兼性厌氧状态。因此，如何筛选一株能在兼性厌氧状态下且可在生料状态下高产四甲基吡嗪的菌株是非常有意义的，并将其用于白酒酿造过程，对增强酒体的功能性具有重要作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用，尤其提供一种高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌及其分离培养方法和应用，具体包括一种高产四甲基吡嗪的地衣芽孢杆菌、其分离培养方法、其在制曲或食品酿造中的应用、一种高产四甲基吡嗪的细菌曲及其制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：