一株具有γ-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一株具有γ-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌，該菌株命名為嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)ST1，已于2014年8月29日保藏于“中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心”，其保藏編號為CGMCC No.9781。本發(fā)明還公開了所述的嗜熱鏈球菌在發(fā)酵生產(chǎn)功能性乳制品中的應(yīng)用。
CGMCC No.9781
2014.08.29
【專利說明】一株具有Y-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌 及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一株具有Y-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜 熱鏈球菌及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 嗜熱鏈球菌是重要的發(fā)酵劑菌株，與德氏乳桿菌保加利亞亞種或瑞士乳桿菌混合 發(fā)酵生產(chǎn)酸奶、硬奶酪等發(fā)酵乳制品。嗜熱鏈球菌通過產(chǎn)生乳酸、胞外多糖、香味物質(zhì)等賦 予產(chǎn)品特殊的風(fēng)味和質(zhì)地，是公認的安全級食品微生物。全世界嗜熱鏈球菌年消費量達1〇 21 菌體細胞。目前選育的嗜熱鏈球菌發(fā)酵劑菌株，在保證快速產(chǎn)酸、產(chǎn)黏及產(chǎn)生濃郁香味的傳 統(tǒng)優(yōu)良特性的基礎(chǔ)上，對增強菌株的益生特性方面給予極大關(guān)注。
[0003] Y _氨基丁酸（gama-amino butyric acid, GABA)-種天然存在的非蛋白組成氨基 酸，廣泛存在于動植物體內(nèi)，參與多種代謝活動，具有鎮(zhèn)靜神經(jīng)、抗焦慮、提高腦活力和改善 睡眠等生理功能，是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。隨著研究的深入，GABA已經(jīng)成為一種新型功能性 因子，逐漸應(yīng)用于醫(yī)藥和食品加工業(yè)。GABA的制備方法包括化學(xué)合成法和生物合成法?；?學(xué)合成的GABA，成本高且使用有毒溶劑提取，產(chǎn)品缺乏安全性，不宜用于食品添加；而生物 合成法安全性高，產(chǎn)物可以達到食品級標準。生物合成法主要是利用微生物的谷氨酸脫羧 酶（Glutamate decarboxylase, GAD)催化L-谷氨酸發(fā)生脫羧反應(yīng)轉(zhuǎn)化為GABA。許多微生 物都編碼有谷氨酸脫羧酶，目前利用大腸桿菌固定化細胞轉(zhuǎn)化谷氨酸為GABA的效率高達 85%。但是大腸桿菌菌株本身存在極大安全隱患，因而利用食品安全級菌株生產(chǎn)GABA在食 品工業(yè)中有巨大的應(yīng)用潛力。
[0004] 谷胱甘肽（GSH)是另一種廣泛存在于動植物體內(nèi)由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組 成的功能性三肽化合物。由于GSH分子中含有一個還原性的巰基，可通過氧化脫氫作用將 活性氧還原，從而消除細胞內(nèi)的自由基，因此GSH在保護細胞抵抗氧化脅迫中具有重要的 作用。此外，GSH的巰基能夠螯合重金屬、氟化物等起到解毒的功能。鑒于GSH重要的生理 功能，不僅作為藥物應(yīng)用于臨床，還可以廣泛應(yīng)用于延緩衰老、增強免疫力、抗腫瘤等功能 性食品中。利用微生物合成GSH包括兩個步驟，首先L-谷氨酸和L-半胱氨酸在Y-谷氨酰 半胱氨酸合成酶催化下生成Y-谷氨酰半胱氨酸，然后在谷胱甘肽合成酶的催化下Y-谷 氨酰半胱氨酸與甘氨酸縮合形成GSH。目前比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，嗜熱鏈球菌細胞內(nèi)催化上 述兩種反應(yīng)的酶融合成為由一種酶即谷胱甘肽合成酶直接催化合成谷胱甘肽的反應(yīng)，使得 嗜熱鏈球菌產(chǎn)生谷胱甘肽，由此提高了嗜熱鏈球菌發(fā)酵乳制品的益生性。鑒于此，開發(fā)或篩 選具有Y-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌能夠同時產(chǎn)生Y-氨基丁酸和谷胱 甘肽以極大的滿足人們對發(fā)酵乳制品的功能性要求有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品菌株益生特性不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一株具有 Y-氨基丁酸（GABA)和谷胱甘肽（GSH)合成能力的嗜熱鏈球菌及其應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明所述的具有Y _氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌，其特征在 于：該菌株命名為嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus)STl，已于2014年8月29日 保藏于"中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心"，其保藏編號為CGMCC No. 9781。
[0007] 上述嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus)CGMCC No. 9781 分離自新疆傳統(tǒng) 發(fā)酵酸奶中，是一株能夠轉(zhuǎn)化谷氨酸產(chǎn)生GABA并利用谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸合成GSH 的嗜熱鏈球菌，具有嗜熱鏈球菌的典型特征：革蘭氏陽性、兼性厭氧，無芽孢，不運動；菌落 較小且大小均一，邊緣整齊；細胞呈橢球形，液體培養(yǎng)時以鏈狀出現(xiàn)；其生理生化特征是： 過氧化氫酶陰性，V-P反應(yīng)陰性，吲哚反應(yīng)陰性，詳見表1。
[0008] 表1 :嗜熱鏈球菌CGMCC No. 9781的生理生化特征

【權(quán)利要求】
1. 一株具有氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌，其特征在于：所述菌株 命名為嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus)STl，已于2014年8月29日保藏于"中 國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心"，其保藏編號為CGMCC No. 9781。
2. 權(quán)利要求1所述具有氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌在發(fā)酵生產(chǎn)功 能性乳制品中的應(yīng)用。
【文檔編號】C12R1/46GK104293699SQ201410480097
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】孔健, 郭婷婷, 王婷, 高曉彤 申請人:山東大學(xué)