本发明属于微生物发酵,具体涉及一株类胡萝卜素降解菌及其用途。
背景技术:
1、类胡萝卜素是一类不溶于水的色素,包括α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、六氢番茄红素、八氢番茄红素和叶黄素,其广泛存在于各种植物和能进行光合作用的细菌中,植物如柠檬、橙子、草莓等水果,如番茄、辣椒、胡萝卜等蔬菜以及鲜花;细菌如微生物、昆虫、海洋生物。β-胡萝卜素是一种较为常见的类胡萝卜素,分子式为c40h56。
2、类胡萝卜素是许多重要香气成分的前体物,在烟气香味品质的形成方面具有十分重要的作用。类胡萝卜素降解的研究对于其产物的应用尤其在制备香精和香料方面具有重要价值。传统的降解类胡萝卜素方法是通过光、氧、热等物理、化学手段进行降解,但是这些方法的劣势非常明显:耗能较高、成本过大、污染严重、安全性差。目前使用生物方法降解是一种新的发展趋势,生物降解法即使用微生物酶将类胡萝卜素转化为多种芳香物质。微生物酶转化类胡萝卜素的优势在于:生产成本较低、专一性强、操作方便、安全性高,并对环境友好。目前国内外对生物降解类胡萝卜素的研究较少。
3、国内专家李秀红等报道,从胡萝卜中分离到了一株能降解β-胡萝卜素产香的真菌,其将含有β-胡萝卜素的植物材料和吐温溶于二氯甲烷,然后减压去除二氯甲烷,然后加入到基本培养基中培养,从有透明圈的样品中挑选菌落并稀释涂板,然后接种于液体培养基中复筛得到,并通过gc/ms分析了其降解产物的挥发性成分。文献《一株降解β-胡萝卜素细菌的分离鉴定及产酶条件优化》中报道了,将枸杞鲜果和水浸泡得到的浸泡液加到富集培养基中培养得到菌源,将菌源稀释后在含有β-胡萝卜素的分离培养基上涂布培养,对形态好且有透明圈产生的单菌落进行分离纯化,进一步将透明圈明显的单菌落接种于分离培养基中观察摇瓶颜色和采用气质联用分析检测降解产物进行复筛,得到一株降解β-胡萝卜素能力强的菌株。国外研究报道在含有β-胡萝卜素的平板上分别接种表面长有微生物的直径约1cm的圆片,从中可以筛选选出能够使平板褪色即产生透明圈的菌落。
4、近年来,在细菌和真菌中陆续发现具有降解类胡萝卜素功能的酶,主要是ccd家族和过氧化物酶。如美洲爱文氏菌(ewingella americana),对叶黄素降解率最高可达90.02%;西方许旺酵母(schwanniomycesoccidentalis)可降解β-胡萝卜素;也有报道黄色气微菌(aeromicrobium flavum)和嗜麦芽窄食单胞菌(stenotrophomonas maltophilia)分泌氧化酶活性较高并能使烟叶类胡萝卜素降解速度加快。
5、cn109055326公开了一种能产类胡萝卜素降解酶的库特尔杆菌,其从枸杞汁中分离并经过紫外诱变筛选获得,该菌能产生类胡萝卜素降解酶,降解枸杞浆中的类胡萝卜素。cn114774374b公开了枯草芽胞杆菌(bacillus subtilis subsp.subtilis)cicc24406能够产生高酶活性的耐高温类胡萝卜素降解酶,从而降解类胡萝卜素。cn114854625b公开了从胡萝卜浆液经富集分离得到的伤口埃希氏菌,其能产生类胡萝卜素降解酶从而降解类胡萝卜素。
6、但这些报道中分离到目标菌种耗费时间较长。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一株类胡萝卜素降解菌及其用途,以期解决上述的问题。
2、为实现上述目的,本发明具体采用如下技术方案。
3、本发明的第一方面保护一株类胡萝卜素降解菌,其为环状尼尔菌(nialliacirculans),保藏编号为cgmcc no.27749。
4、本发明的第二方面保护一种生物制剂,包含如前述所述的类胡萝卜素降解菌及其菌悬液、培养液或发酵产物。
5、本发明的第三方面保护如前述所述的类胡萝卜素降解菌或如前述所述的生物制剂在降解类胡萝卜素中的用途。
6、本发明的第四方面保护如前述所述的类胡萝卜素降解菌或如前述所述的生物制剂在制备类胡萝卜素降解酶中的用途。
7、本发明的第五方面保护一种降解类胡萝卜素的方法,采用如前述所述的类胡萝卜素降解菌或如前述所述的生物制剂对发酵底物进行发酵。
8、本发明的第六方面保护一种用于富集分离类胡萝卜素降解菌的培养基,每1l富集分离培养基中,包括如下组分:ynb培养基5~7g、硝酸钠2~4g、磷酸氢二钾0.5~5g、氯化钾0.1~1.0g、硫酸镁0.1~1.0g、硫酸亚铁0.005~0.02g和β-胡萝卜素0.6~6g;培养基不含蔗糖。
9、本发明的第七方面保护一种富集分离类胡萝卜素降解菌的方法,包括如下步骤:
10、1)将植物浸泡于溶剂中得到浸泡液,将所述浸泡液和如前述所述的富集分离培养基混合,培养,得到培养液;
11、2)将所述培养液接种于液体发酵培养基和涂布于固体发酵培养基中,筛选能使液体发酵培养基褪色和固体发酵培养出现透明圈的菌,即为类胡萝卜素降解菌。
12、本发明的方法可以快速从富含类胡萝卜素的植物材料中分离出能降解β-胡萝卜素降解菌株,所需时间为2-3个月;而常规筛菌的方法一般短则5-6个月,长则需要一年甚至更久。
13、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
14、1)环状尼尔菌(niallia circulans)菌株在国内报道甚少,国外报道从土壤分离获得,本发明提供了一种从植物中分离得到的环状尼尔菌株,其能降解类胡萝卜素,为类胡萝卜素降解酶的生产提供了新的菌株。
15、2)未见环状尼尔菌能降解类胡萝卜素的报道,本发明为环状尼尔菌提供了一种新的应用途径。
16、3)本发明的环状尼尔菌菌株的富集分离方法通过初筛、复筛、检验,能筛选出胡萝卜素高效降解菌株,该菌符合大生产要求,适用于工业化大生产。
17、4)本发明的环状尼尔菌菌株的富集分离方法中整个流程约为2-3个月,快速、高效、操作简便。
1.一株类胡萝卜素降解菌,其为环状尼尔菌(niallia circulans),保藏编号为cgmccno.27749。
2.如权利要求1所述的类胡萝卜素降解菌,其特征在于,所述类胡萝卜素降解菌的16srdna序列包含如seq id no.1所示序列。
3.如权利要求1所述的类胡萝卜素降解菌,其特征在于,所述类胡萝卜素降解菌的形态呈圆形,表面凸起且湿润光滑,边缘整齐。
4.一种生物制剂,其特征在于,包含如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌、菌悬液、培养液或发酵产物。
5.如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌或如权利要求4所述的生物制剂在降解类胡萝卜素中的用途。
6.如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌或如权利要求4所述的生物制剂在制备类胡萝卜素降解酶中的用途。
7.一种降解类胡萝卜素的方法,其特征在于,采用如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌或如权利要求4所述的生物制剂对发酵底物进行发酵。
8.一种用于富集分离如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌的培养基,其特征在于,每1l富集分离培养基中,包括如下组分:ynb培养基5~7g、硝酸钠2~4g、磷酸氢二钾0.5~5g、氯化钾0.1~1.0g、硫酸镁0.1~1.0g、硫酸亚铁0.005~0.02g和β-胡萝卜素0.6~6g;培养基不含蔗糖。
9.一种富集分离如权利要求1-3任一项所述的类胡萝卜素降解菌的方法,其特征在于,包括如下步骤:
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述植物选自含类胡萝卜素的蔬菜、水果或花;优选的,为玉米、豌豆、土豆、红薯、胡萝卜、番茄、韭菜、南瓜、彩椒、菠菜、生菜、西兰花、哈密瓜、芒果、菠萝、木瓜、枇杷、沙棘、木鳖果、橙子、柿子、万寿菊、黄玫瑰中的一种或多种;
