本發(fā)明屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域,并涉及一株高產(chǎn)天然食品防腐劑苯乳酸的葡糖醋桿菌(Gluconacetobactersp.)FBFS 97及其苯乳酸的制備方法。
背景技術(shù):
食品防腐劑是指能防止由微生物引起的食物腐敗變質(zhì),并延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的食品添加劑。按生產(chǎn)方式其可被分為合成和天然的兩大類,其中合成食品防腐劑成本低、防腐效果好,但其安全性存在爭(zhēng)議,隨著人們生活水平的提高以及對(duì)食品安全性要求的提高,安全性較高的天然食品防腐劑的研發(fā)已成為研究熱點(diǎn)。而微生物來(lái)源的天然防腐劑則是天然食品防腐劑的重要來(lái)源。目前已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的微生物來(lái)源的天然防腐劑主要包括乳酸鏈球菌素、納他霉素、ε - 聚賴氨酸和溶菌酶等,但這些防腐劑都存在抑菌譜窄、理化性質(zhì)差等缺點(diǎn),如乳酸鏈球菌只能抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,納他霉素只對(duì)霉菌有抑制作用,ε - 聚賴氨酸和溶菌酶在偏堿性條件下易失活。
苯乳酸又名2-羥基-3-苯基丙酸,最早是由Dieulevenx等人于1998年從白地霉的代謝產(chǎn)物中分離得到的一種小分子防腐劑。具有親水性高,對(duì)酸、堿、熱穩(wěn)定性好,安全性高,抑菌譜寬等優(yōu)點(diǎn)。研究表明其對(duì)多種食源性致病菌,如單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌、大腸桿菌O157,以及黃曲霉、婁地青霉、赭曲霉等腐敗真菌都有較好的抑制作用。
目前苯乳酸的制備方法包括化學(xué)合成和生物轉(zhuǎn)化兩種。其中化學(xué)方法存在技術(shù)路線復(fù)雜,環(huán)境污染大,副產(chǎn)物多,不易分離純化等缺點(diǎn)。故采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)苯乳酸一直是人們努力的方向。研究表明,白地霉、乳酸菌、丙酸菌都能轉(zhuǎn)化苯丙氨酸和苯丙酮酸產(chǎn)生苯乳酸,但其中苯丙氨酸的轉(zhuǎn)化率較低,而苯丙酮酸雖然轉(zhuǎn)化率高但其理化性質(zhì)不穩(wěn)定且成本較高,使得通過(guò)生物轉(zhuǎn)化法來(lái)制備苯乳酸難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明從土壤中分離得到一株高產(chǎn)天然食品防腐劑苯乳酸的醋酸菌——葡糖醋桿菌(Gluconacetobactersp.)FBFS 97,并提供了從該菌發(fā)酵制備苯乳酸的方法,為以后苯乳酸工業(yè)化生產(chǎn)的微生物篩選拓展了范圍,相關(guān)的研究未見(jiàn)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一株高產(chǎn)苯乳酸的葡糖醋桿菌(Gluconacetobactersp.)菌株FBFS 97,其保藏編號(hào)為:CCTCC M 2016388。
上述菌株由本實(shí)驗(yàn)室從土壤中分離得到。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種從葡糖醋桿菌FBFS 97發(fā)酵液中制備苯乳酸的方法。
本發(fā)明提供的方法,包括如下步驟:采用上述葡糖醋桿菌FBFS 97進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵,獲得富含苯乳酸的發(fā)酵液,再通過(guò)萃取法得到苯乳酸。
上述方法中,所述發(fā)酵的條件為30 °C,160 r/min培養(yǎng)17 d。
上述方法中,添加苯丙氨酸的液態(tài)培養(yǎng)基配方如下:葡萄糖100 mg/mL,酵母浸膏10 mg/mL,苯丙氨酸 1 mg/mL,以雙蒸水配制。
上述方法中,將2%(v/v)的葡糖醋桿菌FBFS 97種子液接入添加苯丙氨酸的培養(yǎng)基中。
上述方法中,葡糖醋桿菌FBFS 97種子液是取一環(huán)葡糖醋桿菌FBFS 97斜面的菌體接入種子培養(yǎng)基中,在30 °C,160 r/min培養(yǎng)24 h。
上述方法中,葡糖醋桿菌FBFS 97的種子液培養(yǎng)基如下:葡萄糖100 mg/mL,酵母浸膏10 mg/mL,以雙蒸水配制。葡糖醋桿菌FBFS 97的斜面培養(yǎng)基如下:葡萄糖100 mg/mL,酵母浸膏10 mg/mL,瓊脂15 mg/mL,碳酸鈣30 mg/mL,以雙蒸水配制。
上述方法中,發(fā)酵液中苯乳酸的萃取,包括如下步驟:先通過(guò)高速離心(10000 r/min, 10min)去除發(fā)酵液中的菌體,后用鹽酸(4 mol/L)將上清液的pH調(diào)到2.0,再用乙酸乙酯(乙酸乙酯:上清液= 3:1)萃取3次,最后用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(40 °C)去除乙酸乙酯,即得到苯乳酸產(chǎn)品。
上述菌株葡糖醋桿菌FBFS 97已于2016年7月11日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(簡(jiǎn)稱為CCTCC,地址為:湖北省武漢市洪山區(qū)八一路),保藏編號(hào)為:CCTCC M 2016388,分類命名為葡糖醋桿菌(Gluconacetobactersp.)FBFS 97。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明,葡糖醋桿菌FBFS 97能產(chǎn)苯乳酸,在不添加苯乳酸的培養(yǎng)液(配方同前述的種子液培養(yǎng)基)中30 °C,160 r/min發(fā)酵13 d,培養(yǎng)液中苯乳酸可達(dá)95.71 mg/L;在該培養(yǎng)基中添加1 mg/mL 苯丙氨酸后,同樣條件下,發(fā)酵17d,培養(yǎng)液中苯乳酸含量為412.05 mg/L,高于現(xiàn)有專利“一株產(chǎn)苯乳酸的菌株及該菌發(fā)酵法制備苯乳酸的方法”(公開(kāi)號(hào):102604858A)報(bào)道中采用乳酸菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化苯丙氨酸產(chǎn)生的苯乳酸含量(242.36 mg/L)。
附圖說(shuō)明
圖1葡糖醋桿菌FBFS 97發(fā)酵液中苯乳酸含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化。
圖2葡萄醋桿菌FBFS 97發(fā)酵液中苯乳酸的高效液相色譜分析。
具體實(shí)施方式
以下的實(shí)施例為了便于更好地理解本發(fā)明,但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法,如無(wú)特殊說(shuō)明,均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料,如無(wú)特殊說(shuō)明,均來(lái)自常規(guī)生化試劑商店。以下實(shí)施例中的定量試驗(yàn),均設(shè)置三次重復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果取平均值。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液中苯乳酸含量的影響:按說(shuō)明書(shū)所述方法,通過(guò)高效液相色譜檢測(cè)葡萄醋桿菌FBFS 97發(fā)酵液在不同發(fā)酵時(shí)間下苯乳酸的含量,發(fā)現(xiàn)在不添加和添加苯丙氨酸的兩種條件下,發(fā)酵液中的苯乳酸含量皆隨發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)行先升高后持平。在不添加苯丙氨酸的發(fā)酵液中,苯乳酸最高可達(dá)95.71 mg/L(發(fā)酵13d),在添加1 mg/mL 苯丙氨酸的發(fā)酵液中,苯乳酸最高可達(dá)412.05 mg/L(發(fā)酵17d)(圖1)。
上述實(shí)例中檢測(cè)發(fā)酵液中苯乳酸含量的高效液相色譜法包括如下步驟:發(fā)酵液先通過(guò)高速離心(10000 r/min, 10min)去除發(fā)酵液中的菌體,過(guò)0.22 μm膜后進(jìn)行高效液相色譜分析(圖2)。
上述高效液相色譜分析條件為:液相色譜Shimadzu LC-20AT,色譜柱inertsil ODS-3 4.6×250 mm,流動(dòng)相為:A相:乙腈;B相:磷酸水溶液,流速1 mL/min,進(jìn)樣量10 μL,柱溫40 °C,檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm。
上述流動(dòng)相梯度洗脫程序?yàn)椋?-15min: A:B = 20:80; 17-20min = 90:10; 20.01-25min: A:B = 20:80。