[发明专利]一种解淀粉芽孢杆菌培养基及其应用

说明书

本发明公开了一种解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)培养基及其应用，属于微生物发酵领域。本发明的培养基利用乳糖、山梨醇为碳源，尿素、硫酸铵为氮源，大规模进行解淀粉芽孢杆菌液体发酵，代谢产物1‑脱氧野尻霉素可达到6g/L以上；通过介入补料控制溶氧之后1‑脱氧野尻霉素可达10g/L以上。利用该培养基进行解淀粉芽孢杆菌发酵，1‑脱氧野尻霉素产量高，且该培养基配方简单，便宜易得安全环保，发酵工艺简单可控，发酵周期短，有利于工业化扩大生产。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体为一种解淀粉芽孢杆菌培养基及其应用。

背景技术

1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin，1-DNJ)是一种天然存在的多羟基哌啶生物碱,化学名称为3,4,5-三羟基-2-羟甲基四氢吡啶，天然存在于桑树的枝、叶和根部以及蚕的幼虫和蚕蛹等。1-DNJ对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有强烈的抑制作用，能够延缓餐后小肠对糖的吸收，达到抑制糖尿病人餐后血糖升高的目的。基于其强有力的糖苷酶抑制活性，野尻霉素可用于治疗糖尿病及糖尿病并发症、肥胖症和相关的机能紊乱等,此外1-DNJ也可用于食品

领域，以桑叶为原料的食品，作为功能性降糖的产品在日本等东亚国家已经允许上市销售，显示出1-DNJ在保健食品领域的广阔前景。

最常见的1-DNJ来源为从桑叶中进行提纯，然而桑叶中1-DNJ的含量低至0.1％，1-DNJ的分离纯化也较为复杂，再加上提取过程中的损失，大规模制备成本高昂。微生物发酵具有生长迅速、营养要求简单、易于培养等特点，从微生物来源制备具有生物活性的天然化合物具有较大优势，目前已有文献报道芽孢杆菌(Bacillus sp.)、链霉菌(Streptomycessp.) 等微生物可以产生1-DNJ。D C Stein等描述了一株产生1-DNJ的枯草芽孢杆菌DSM704及其特性(Characterization of Bacillus subtilis DSM704 and its production of1-deoxynojirimycin[J].Appl Environ Microbiol,1984,48(2):280–284)，该菌的培养碳源优先级分别为果糖、葡萄糖、山梨醇、蔗糖等，发酵最高产量可达1mg/ml。

Shinji Onose等对750种微生物进行筛选，确定了大量产生1-DNJ的其他芽孢杆菌菌株，如解淀粉芽孢杆菌AS385与枯草芽孢杆菌B4(Production of theα-glycosidaseinhibitor 1-deoxynojirimycin from Bacillus species[J].Food Chem,2013,138(1):516-523)，其中解淀粉芽孢杆菌AS385在添加山梨糖醇的培养基中培养时，细胞外1-DNJ浓度最高可达460mg/L。Kenji Yamagishi等研究发现解淀粉芽孢杆菌DSM7最佳培养碳氮比为6.25：1，最优碳源为乳糖， 5天培养水平可达1140mg/L(Lactose Increases theProduction of 1-deoxynojirimycin in Bacillus amyloliquefaciens[J].FoodScience and Technology Research,2017,23(2):349-353)。中国专利 CN201810125101.X提供了一株高产1-脱氧野尻霉素的解淀粉芽孢杆菌工程菌，该菌发酵中的主要碳氮源为乳糖和麦芽浸粉，发酵水平为297.38mg/L。中国专利202011249484.5提供了一株自然选育的高产1-脱氧野尻霉素的解淀粉芽孢杆菌，发酵培养的培养基以蔗糖为碳源、以硫酸铵为氮源，发酵水平可达0.9g/L。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens,BA)属于革兰氏阳性芽孢杆菌，其与枯草芽孢杆菌有很高的亲缘性，优化发酵培养基及工艺可以充分提高解淀粉芽孢杆菌的1-DNJ生产能力，提高生产效率、降低生产成本。

发明内容