[发明专利]一株高效降解硒化卡拉胶的深海芽孢杆菌N1-1及其应用

说明书

本发明提供了一株高效降解硒化卡拉胶的深海芽孢杆菌N1‑1及其应用。所述的深海芽孢杆菌N1‑1的分类命名为Bacillus sp.，保藏编号为CGMCC No.20357，其为革兰氏阳性菌，其菌落呈黄色，近圆形，边缘光滑，表面粗糙不透明，直径2‑3mm。深海芽孢杆菌N1‑1可以硒化卡拉胶为底物，发酵得到的硒化卡拉胶酶可以将硒化卡拉胶降解为小分子的硒化卡拉胶二糖。本发明利用深海微生物菌株发酵降解获得硒化卡拉胶二糖，不仅生产安全高效，并且硒化卡拉胶二糖更可以用于肿瘤治疗辅助药品、海洋特医食品、食品添加剂和饲料添加剂的制备。

技术领域

本发明属于微生物应用领域，具体涉及一株高效降解硒化卡拉胶的深海芽孢杆菌N1-1及其应用。

背景技术

很多生物体内包含必要的硒蛋白(谷胱甘肽过氧化物酶、甲酸脱氢酶、硒磷酸合成酶等)，因此它们需要微量元素硒才能发挥正常的细胞学功能。硒具有抗氧化、抗衰老、抗癌、防治心脑血管疾病等多方面的生物学功效，硒也是人体谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心，其对人类健康十分重要，因此近年来硒成为人们关注的焦点。世界上的很多地区都缺硒，硒缺乏会导致甲状腺功能减退、免疫系统减弱以及诱发多种疾病，比如癌症、心脑血管病、肝病和克山病、大骨节病等。

我国是一个缺硒大国，据《中华人民共和国地方疾病与环境因素图集》揭示，我国存在一条低硒地带，占我国土地面积的72％，其中30％为严重缺硒地区，而约七亿人生活在这片低硒地区。据统计，我国成人每日的平均摄硒量仅为26-32μg，远低于中国营养学会推荐的硒安全和适宜摄入量(50μg/d-250μg/d)下限。全世界也有四十多个国家和地区属于缺硒地区。早在1973年，世界卫生组织(WHO)就宣布硒是人体及动物生命中不可缺少的微量元素，过去十年的研究也表明，硒除了满足基本营养要求外，还具有许多潜在的健康益处，中国营养学会也已将硒列入到十五种每日膳食营养素中。因此，开发富硒食品作为补硒营养源受到国内外的广泛关注。

硒是人体和动物必需的微量元素，同时又具有较大毒性。硒的毒性大小依化合物种类不同而异，在各种硒化物中，亚硒酸盐的毒性相对较大，硒半胱氨酸与之相近，硒蛋氨酸相对较小，无机硒(主要是亚硒酸钠和硒酸钠)半致死量(LD₅₀)为12.7mg/kg，其生理需要量和中毒量之间的范围很窄。无机硒具有蓄积性毒性和致突变作用，使用时剂量难以控制，且环境污染大。而有机硒与无机硒相比，具有较高生物活性(比无机硒高约100倍)和较低毒性。有机硒的生物利用率远高于无机硒，且毒性较小、适应性好，所以有机硒具有生物利用度高、安全性高等优势，已渐渐成为补硒产品的主流。在许多发达国家，无机硒已被明令禁止直接添加到动物饲料中，但在我国一些严重缺硒地区，由于有机硒价格太高，人体补硒仍在使用亚硒酸钠等无机硒，许多保健品、硒营养强化食品，甚至包括一些药品中也在添加无机硒盐，更不用说使用量巨大的养殖业。因此，寻找高效、低毒和价格低廉的有机硒化合物具有十分重要的意义。

多糖具有多种生理功能，比如抗衰老、防治癌症等；有机硒毒性低，副作用小，能更好的激发免疫反应，因此，将无机硒与多糖有机结合使之成为有机硒化合物-硒多糖，将会使硒和多糖的生理和药理功能得到优化，不仅保持了多糖的基本构型和活性，还很大程度提高了硒的生物可利用度，降低了其毒性和副作用，并且还具有生物活性强、环境污染小等特点。硒多糖主要分为天然硒多糖和合成硒多糖。合成硒多糖主要由化学手段制备，生物合成硒多糖的相关研究尚浅。我国沿海海域幅员辽阔，生长多种的海洋藻类，利用海洋生物技术和组合化学技术将硒元素和海藻多糖结合，形成的海藻硒多糖是一种新型分子结构的海洋生物活性物质，这种有机硒化合物既消除了硒的毒副作用，又具有很高的生理活性，大大提高了硒营养素使用的安全性和功效。因此，海藻硒多糖是急待推广应用的海洋生物制品。但未降解的硒多糖粘度大、分子量大、水溶性差、不易扩散，会导致其在生物体内吸收较差，因此，现在急需寻找一种安全可靠且高效的降解海洋硒多糖，进一步提升其性能的方法。

发明内容