[发明专利]一种产环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明涉及酶工程领域，公开了一种产环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌及其应用。本发明筛选了一种表达环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌WahahaMZJ‑1（Alkalihalobacillus oshimensis），保藏编号为CGMCC No.23164。用其获得酶进行酶反应生成葡萄糖基甜菊糖苷，与现有商用同类酶相比，转化产物中RebD、RebD同分异构体、RebM、RebM同分异构体的含量高，意味着更好的口感；同时具有反应方法简便、低能耗、物料成本低、转化效率高等优点，为工业化放大生产奠定基础。

技术领域

本发明涉及酶工程领域，尤其涉及一种产环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌及其应用。

背景技术

近几年来，天然甜味剂甜菊糖苷因其高甜度(为蔗糖的200-350倍)、低热值(仅为蔗糖的1/300)等特性越来越受到消费者和食品制造商的关注。然而，市售的甜菊糖苷在口感上存在强烈的苦味及涩味，且呈味比蔗糖慢，严重影响了其市场份额。甜菊糖苷是从甜叶菊中提取分离出的含种不同成分的双萜糖苷混合物，它们均具有相同甙元或配基——甜菊醇，这一典型贝壳杉烷型四环二萜结构的甜菊醇配基上C13位羟基和C19位羧基上分别具备两个活泼氢，能与糖配合物的环状半缩醛羟基进行分子间脱水和成苷反应，形成-O-糖苷型的各种糖苷化合物，其结构只是各成分C13和C19位糖苷键上结合糖的种类数量和构成型式不同。之前有研究表明，连接在甜菊糖苷分子的C13位及C19位上的葡萄糖基的数目对其口感有着重要影响。其中，甜菊苷(Stevioside，Stev)最早被人们发现，是甜菊叶中主要甜味成分，通常占总苷的9.1％，但甜菊苷具有较强的后苦味。一般来说，糖基化的甜菊苷味质较好，比如瑞鲍迪苷A(Rebaudioside A，RebA，在甜菊苷C13的槐糖基上通过β-1，3键连接了一个葡萄糖单元)，甜度和口感均佳，且不含任何不良余味，但甜味持久；瑞鲍迪苷D(Rebaudioside D，RebD，在RebA C19的葡萄糖基上通过β-1，2键连接了一个葡萄糖单元)和瑞鲍迪苷M(Rebaudioside M，RebM，在RebD C19的槐糖基上通过β-1，3键连接了一个葡萄糖单元)味质口感均较好。因此，糖基化甜菊苷是改善甜菊糖苷品质的关键。

改善甜菊糖苷苦味风味的方法有很多，比如化学修饰法、环状糊精包埋法、与其他物质的混用、酶促改性。其中，酶促改性法更环保，更安全，也是在食品领域中使用最广泛的一种手段。将甜菊糖苷转化为糖基化甜菊苷的酶主要为环糊精葡萄糖基转移酶。而市场上目前被广泛使用的环糊精葡萄糖基转移酶种类较少，且价格较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种产环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌及其应用，本发明筛选了一种表达环糊精葡萄糖基转移酶的芽孢杆菌，用该酶进行酶反应生成葡萄糖基甜菊糖苷，与现有商用同类酶相比，转化产物中RebD、RebD同分异构体、RebM、RebM同分异构体的含量高，意味着更好的口感；同时具有反应方法简便、低能耗、物料成本低、转化效率高等优点，为工业化放大生产奠定基础。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种产环糊精葡萄糖基转移酶的大岛盐碱芽孢杆菌，其命名为WahahaMZJ-1，已在2021年8月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No.23164，微生物分类命名为大岛盐碱芽孢杆菌Alkalihalobacillus oshimensis。该菌株是从山东省诸城市浩天药业有限公司甜叶菊种植基地土壤中经平板菌落特征初筛，采用摇瓶培养，经胞外酶液酶促反应产物的HPLC测定，比较甜菊糖苷到葡萄糖基甜菊糖苷的转化率而得到。