[发明专利]一种嗜酸乳酸足球菌及定向生产瓜氨酸和鸟氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种嗜酸乳酸足球菌及定向生产瓜氨酸和鸟氨酸的方法，属于食品生物技术领域。

背景技术

瓜氨酸能够提高机体免疫力，平衡血糖水平，帮助保持胆固醇的正常水平。也可以保持血管松弛，增强男性性功能，以及治疗性功能障碍。还可以维护健康的肺功能以及提高脑力清晰度，降低压力和克服沮丧情绪。瓜氨酸作为抗氧化剂，可广泛的用于化妆品，保健食品，食品添加剂以及营养强化剂，同时还可对厌氧物质提供保护。目前，瓜氨酸的生产方法主要有化学法、酶法和发酵法。化学法存在一定安全性隐患，而酶法生产成本较高。发酵法是直接利用发酵所得微生物进行全细胞转化反应，此方法成本低，产量高，可直接获得产物，易操作，但是产品纯度较低，可能存在其他代谢产物。

鸟氨酸能够提高机体激素水平，因此，对于机体抗衰老是非常必要的。它有助于维持肌肉和身体组织营养需求。鸟氨酸的作用包括机体的创伤，烧伤快速恢复，能够有效预防感染甚至对癌症等疾病的康复治疗有着非常重要的作用。它对于治疗肝硬化造成的大脑异常(肝性脑病)有非常良好的效果。在临床试验中，每天使用10-30g鸟氨酸的烧伤病人可以更快愈合。此外，癌症和外伤患者通过服用鸟氨酸可以加快愈合，缩短住院时间。鸟氨酸也可以增加胰岛素和激素水平。有助于减少衰老过程中的肌肉损失。鸟氨酸的生产主要有合成法、酶法和发酵法3种方法。合成法是早期研究鸟氨酸时的制备方法，其过程复杂，成本较高，而且产生的鸟氨酸同时有L型和D型两种。酶法生产主要存在酶制剂的制取困难以及生产成本较高的问题。发酵法的优势在于具有极低的生产成本，但菌种的精氨酸利用能力是制约其产能的重要因素。

乳酸菌可以把精氨酸通过精氨酸脱亚氨基途径(ADI途径)转化成瓜氨酸。ADI途径主要由三个关键酶(图1)，ADI，OTC和CK。不同的培养条件将导致精氨酸代谢流向不同的方向，可积累中间产物瓜氨酸或终产物鸟氨酸。

发明内容

本发明提供了一株嗜酸乳酸足球菌(Pediococcus acidilactici)BBE1120，已于2013年12月31日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏地址是中国武汉，武汉大学，保藏编号为CCTCC NO:M2013732。

所述嗜酸乳酸足球菌分离自传统酱油工艺的成曲，能够耐受18-20％NaCl。其保藏条件如下：从生长良好的平板上挑取单菌落转接入MRS培养基中，在37℃静置培养四天，取500μL培养液移入含有500μL40％甘油的保藏管中，置于-80℃冰箱保存。所述MRS培养基为培养乳酸杆菌专用，购于OXIOD公司。

所述P.acidilactici BBE1120在高盐、弱碱性以及添加CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)的条件下消耗精氨酸积累瓜氨酸。

所述高盐条件优选含10％-15％(质量分数)NaCl的环境。

所述弱碱性条件优选pH7.5-8.5。

所述CATB的用量范围优选0.5-1.0g/L。

所述P.acidilactici BBE1120在酸性和/或添加DNP(2，4-二硝基苯酚)的条件下消耗精氨酸积累鸟氨酸。

所述酸性条件优选pH3.5-4.5。

所述DNP的用量范围优选2.5mmol/L-5mmol/L。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种应用所述嗜酸乳酸足球菌全细胞转化生产瓜氨酸的方法。

所述方法优选将菌体在高盐弱碱性或添加CTAB的条件下消耗精氨酸积累瓜氨酸。

所述方法进一步优选将菌体按1-5g/L添加到含50-100g/L精氨酸、0.5-1g/L CTAB、20g/L葡萄糖、5g/L蛋白胨、2g/L柠檬酸三胺的全细胞转化液中，在37℃下进行转化反应48h。

所述方法进一步优选将菌体按1g/L添加到含100g/L精氨酸、0.5g/L CTAB、20g/L葡萄糖、5g/L蛋白胨、2g/L柠檬酸三胺的全细胞转化液中，在37℃下进行转化反应48h。

所述方法还优选菌体按1-5g/L添加到含50-100g/L精氨酸和150g/L NaCl、20g/L葡萄糖、5g/L蛋白胨、2g/L柠檬酸三胺的pH7.5-8.5的全细胞转化液中，在37℃下进行转化反应120h。

所述方法还进一步优选菌体按1g/L添加到含100g/L精氨酸和150g/L NaCl、20g/L葡萄糖、5g/L蛋白胨、2g/L柠檬酸三胺的pH为8.0全细胞转化液中，在37℃下进行转化反应120h。