[发明专利]维生素K2(MK-7)高产菌株及其筛选方法和生产维生素K2(MK-7)的方法

说明书

本发明公开了一种维生素K2(MK‑7)高产菌株及其筛选方法和利用其生产维生素K2(MK‑7)的方法，属于微生物发酵领域，菌株于2021年8月23日保藏至中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M20211066，利用亚硝基胍诱变，并通过摇瓶筛选得到，该菌株具有摇瓶效价高，传代稳定性良好等特点。本发明的菌株用于发酵时，配合最优发酵培养基和控制工艺，其发酵单位可以达到240mg/L以上，与出发菌株相比提高了243％，可以有效的提高维生素K2(MK‑7)的产量，明显降低发酵用的原材料、水、电和蒸汽等成本，减少单位产量的污染排放，具有较高的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种维生素K2(MK-7)高产菌株及其筛选方法和利用其生产维生素K2(MK-7)的方法，属于微生物发酵领域。

背景技术

维生素K2也称为甲萘醌，是一种脂溶性维生素，其最初是从纳豆中分离得到，维生素K2根据主环上所带异戊二烯侧链长短不同命名为MK-4到 MK-13，其中最为重要的亚型是甲萘醌-7(MK-7)，即维生素K2侧链上含有7个异戊二烯单元，MK-7的活性最强，作用最持久，安全性最高，服用剂量最低，在血液中半衰期最久。

维生素K2(MK-7)在预防动脉钙化、促进肝功能恢复、降低糖尿病风险、预防癌症和帕金森等疾病具有一定作用，其在预防和治疗骨质疏松中发挥重要作用。维生素K2(MK-7)作为新一代保健食品，其功能正在受到越来越多的关注，目前已经被广泛用作膳食补充剂和保健品。

近年来维生素K2(MK-7)的制备和工业化已经成为研究热点，目前获取维生素K2(MK-7)的方式分为三种：(1)从发酵食品中直接摄取，例如纳豆、豆豉、奶酪等食品中含有微量的维生素K2(MK-7)，但其中含量很低，不能满足人体的正常摄入量。(2)化学合成维生素K2(MK-7)，目前可以人工化学合成维生素K2(MK-7)，但化学合成反应步骤复杂，产率低，而且还会产生低活性的顺式异构体，同时伴随产生大量副产物，环境污染严重。 (3)微生物发酵生产维生素K2(MK-7)，目前已经从纳豆中分离出纳豆芽孢杆菌，该菌不产生内毒素，是食品安全级菌种，该菌种适合在发酵罐中发酵生产。但该菌种的发酵单位很低，需要通过菌种选育筛选出高产菌种，并且配合恰当的发酵培养基配方和控制工艺来提高发酵单位，这样才能达到大规模工业化的生产标准。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种维生素K2(MK-7)高产菌株及其筛选方法和利用其生产维生素K2(MK-7)的方法，目的之一在于：选育出一株维生素K2(MK-7)高产菌株，使其能够遗传稳定且能够高产维生素K2 (MK-7)；目的之二在于：提供一种培养维生素K2(MK-7)高产菌株的最优发酵培养基配方和控制工艺，该培养基配方和控制工艺有利于提高维生素 K2(MK-7)高产菌株的发酵单位。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种维生素K2(MK-7)高产菌株，命名为纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilisnatto)BK21018，菌株保藏编号为CCTCC M20211066，保藏单位为中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，中国武汉，武汉大学，保藏日期为2021年8月23日。

纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)BK21018的微生物学特征如下：

单菌落的形态为：菌落呈黄白色、圆形、中间凸起、菌落具有规则褶皱，显微镜下芽孢呈椭圆形。

上述维生素K2(MK-7)高产菌株的筛选方法为利用亚硝基胍诱变，并通过摇瓶筛选，具体步骤如下：