[发明专利]一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用

说明书

本发明涉及生物合成技术领域，具体公开了一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用。方法包括以下步骤：将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris‑HCl溶液中，并添加碱木质素得混合液，将混合液震荡培养，离心取上清液加入乙酸乙酯和盐酸溶液，超声提取，旋干，复溶，得到酚酸类化合物；所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5～2(v/v)。利用本发明的方法其制备得到的高活性酚酸类化合物含量较高，且制备方法具有高效率、低成本及环境友好的优点，并且将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶以特定体积比复配，使得制备得到的酚酸类化合物含量较高，其酚酸类化合物还表现出优异的抗氧化活性和抑菌活性。

技术领域

本发明涉及生物合成技术领域，尤其是涉及一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用。

背景技术

酚酸类化合物，包括对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、原儿茶酸、没食子酸、鞣花酸、丹参素、丹酚酸、迷迭香酸等，其具有优异的抗氧化、抗炎、抗菌、美白淡斑、降血脂、抗肿瘤、防治心脑血管疾病等生物活性，在医药、食品保健、化妆品、动植物营养等领域有着广泛的应用。

木质素是自然界储量最丰富的芳香族化合物，地球每年可产生6×10¹⁴t左右木质素，是极具潜力的可再生碳资源。在我国工业生产中，木质素年产量超过1100万吨，部分用于燃烧供能、低值化工产品等，大量被遗弃，有效利用率不到20％，这造成生物质资源巨大浪费和生态环境污染。由于木质素本征结构中具有与酚酸类化合物相类似的结构单元，因此，以木质素为原料来制备酚酸类化合物是实现木质素废弃物高值利用的有效途径，且具有潜在技术可行性。

现有技术中，利用木质素制备酚酸类化合物多采用化学法，通过热解、气化、水解、还原和氧化等方法将木质素解聚成小分子酚类化合物，制备过程采用均相金属盐催化剂和有机溶剂，致使后续分离提取操作将产生大量废液、废渣等，造成环境污染，且生产后期污、废水处理成本高，而生物合成方法环保且经济。因此，亟待开发一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用，利用本发明的方法其制备得到的高活性酚酸类化合物含量较高，且制备方法具有高效率、低成本及环境友好的优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法，包括以下步骤：

将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris-HCl溶液中，并添加碱木质素得混合液，将混合液震荡培养，离心取上清液加入乙酸乙酯和盐酸溶液，超声提取，旋干，复溶，得到酚酸类化合物；

所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5～2(v/v)。

在本发明的技术方案中，将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris-HCl溶液中，并添加碱木质素生物合成酚酸类化合物，其制备过程中不会导致产生大量的废液、废渣等，有利于环境的保护，并且本发明合成方法中原料少，成本低，效率高，有利于工业化生产。

本发明将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶以特定体积比复配，较好地转化木质素为酚酸类化合物，进而使得制备得到的酚酸类化合物(包括原儿茶酸、没食子酸、香草醛、丁香醛、对羟基苯甲酸、肉桂酸、对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等高活性酚酸类化合物)含量较高(10-30mg/g)，其酚酸类化合物还表现出优异的抗氧化活性和抑菌活性。

作为本发明所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述暹罗芽孢杆菌采用专利号为CN111040961A的暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5，保藏编号为：CCTCC M 2019885。

当暹罗芽孢杆菌采用上述的暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5时，其与漆酶复配，可以提高酚酸类化合物的含量，且酚酸类化合物具有较佳的抗氧化和抑菌性能。