[发明专利]一株高效利用精氨酸且不积累瓜氨酸的嗜盐四联球菌

说明书

本发明公开了一株高效利用精氨酸且不积累瓜氨酸的嗜盐四联球菌，属于微生物领域。本发明的嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)L3H9，已于2017年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO:M 2017250。该菌能在高盐和高精氨酸条件下高效利用精氨酸且不积累瓜氨酸，具有降低环境中的氨基甲酸乙酯含量的潜力，在提高嗜盐四联球菌的工业应用性能以及发展酱油产业，控制或减少发酵体系中的氨基甲酸乙酯含量，提高发酵食品的安全性上有潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一株高效利用精氨酸且不积累瓜氨酸的嗜盐四联球菌，属于微生物领域。

背景技术

酱油是我国的传统发酵调味品，我国是酱油生产及出口大国。酱油是一种以大豆、小麦、麸皮等为原料，由多种微生物共同作用，经长期发酵而形成的具有独特风味的调味品。酱油中含有多种可溶性蛋白质、多肽、氨基酸、多糖、醇类、酯类、有机酸以及丰富的维生素、无机盐等，营养价值十分丰富。

氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate，简称EC)是发酵食品和酒精饮料生产过程中自然产生的副产物，具有致癌性和遗传毒性，能够导致肺肿瘤、淋巴癌、肝癌、皮肤癌等。2007年4月10日，世界卫生组织的国际癌症研究机构(IARC)正式将氨基甲酸乙酯归为2A类致癌物，与丙烯酰胺同等危险。氨基甲酸乙酯的存在，给酱油带来了安全隐患，将使我国的酱油出口行业面临新的考验，影响我国的酱油出口经济，从而降低我国传统发酵文化的影响力。近年来，我国的重大食品安全问题屡有发生，食品安全关系到消费者的身体健康和生命安全，关系到社会稳定和国家信誉，从严控制及消除发酵制品中氨基甲酸乙酯含量是食品安全发展的必然趋势。

在酱油生产前期，原料水解出大量精氨酸，这些精氨酸在一些乳酸菌和其他细菌的作用下，通过精氨酸脱亚氨基途径(Arginine deiminase pathway，简称ADI途径)被转化为瓜氨酸。有研究表明在高盐稀态酱油发酵过程中，氨基甲酸乙酯的前体物质是瓜氨酸和乙醇等。具体反应如下面的反应式所示：

酱油发酵是一个食品混菌发酵体系，生产上不允许使用基因工程菌或用基因工程手段改造生产菌株。因此寻找来源于酱醪微生物体系可降解精氨酸且不积累瓜氨酸的菌株，通过强化这一菌株来降低酱油中的EC和其前体瓜氨酸，可为建立消除食品混菌发酵体系中的有害微生物代谢物的方法提供研究基础和理论支持。

嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)是一种革兰氏阳性乳酸菌。主要存在于高盐或高糖环境中，存在于酱醪发酵中后期，是产生风味物质的主要微生物之一，可以应用于酱油行业。在前期研究中，发明人筛选得到的嗜盐四联球菌R23CCTCC NO:M2013480，拥有完整ADI途径，可以利用精氨酸且不积累瓜氨酸，是目前利用精氨酸与瓜氨酸能力最强的嗜盐四联球菌，但是其利用精氨酸和瓜氨酸的能力受精氨酸浓度、葡萄糖浓度及环境因素等影响较大。R23在3g/L以上精氨酸的环境中就表现为瓜氨酸积累，不能再消耗体系中的瓜氨酸，但在实际酱醪发酵环境中精氨酸浓度平均为5g/L，R23已不满足工业应用要求。

表1 嗜盐四联球菌R23及ATCC保藏嗜盐四联球菌利用精氨酸能力

注：ΔArg为精氨酸消耗量；ΔCit为瓜氨酸积累量；ΔOrn为鸟氨酸生成量

因此，筛选或者通过育种来获得精氨酸和瓜氨酸利用能力增强的菌株，以有效减少酱醪中的瓜氨酸含量，从而减少酱油中EC含量，并且提高酱油的风味，对于提高嗜盐四联球菌的工业应用性能以及发展酱油产业，控制或减少发酵体系中的EC含量，提高发酵食品的安全性具有重要意义。

发明内容