[发明专利]橄榄链霉菌及其在生物合成香兰素中的应用

说明书

本发明涉及橄榄链霉菌及其在生物合成香兰素中的应用，属于微生物技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种橄榄链霉菌，该菌株拉丁名为Streptomycesolivaceus，于2021年08月16日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.23152。本发明提供的菌株可以催化转化阿魏酸得到香兰素，可采用粗品阿魏酸为原料，降低了成本，且得到的香兰素成品的纯度和产率仍然能够达到现有技术的水平。本发明提供的橄榄链霉菌的代谢产物也可以转化粗品阿魏酸生成香兰素。本发明制备香兰素的步骤简单，产品环境友好，安全可靠，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及橄榄链霉菌及其在生物合成香兰素中的应用。

背景技术

香兰素(Vanillin)，又称香草醛，其化学名为3-甲氧基-4羟基苯甲醛，外观呈白色或微 黄色针状结晶或粉末，具有香荚兰豆独特的香气，微溶于水，能够在潮湿的空气中被缓慢氧 化为香兰酸。香兰素是一种主要的天然调味剂，目前广泛应用于制药、食品等行业。香兰素 也是用于合成药物和其他香料的重要中间体。

香兰素的生成方法主要有植物提取法、化学合成法以及生物转化法。植物提取法是从天 然香荚兰中提取香兰素，但是，天然植物中香兰素含量较低，提取困难收率较低导致成本加 大，且香荚兰在种植过程中需要人工授粉，劳动程度大，难以大规模种植。因此植物提取的 香兰素远远不能满足市场需要。化学合成法则是通过将丁香酚、木质素、乙醛酸和愈创木酚 等作为底物，以低廉的成本和简单的工艺来生产香兰素。但是化学合成法往往造成严重的环 境污染，并且其合成的香兰素在纯度、香味等方面远不及天然香兰素，且化学合成的香兰素 的安全性也受到质疑。生物转化法是在细胞或酶等生物催化下进行的化学反应，既是指利用 微生物(微生物的生长细胞、微生物的休止细胞)、酶(来自微生物或动植物的纯酶或粗酶) 或植物细胞，通过简单的生物转化或生物合成制备所需物质的方法。与化学催化剂相比，生 物催化剂专一性更强、催化活性更高、条件更易控制。用生物转化法生产的香兰素与植物提 取的天然香兰素等同(Natural-identical vanillin)，被称为生物香兰素(Bilogic Vanillin)。

目前，生物转化生产香兰素，主要是以微生物发酵法为主，涉及到的微生物主要有芽孢 杆菌、沙雷氏菌、链球菌、大肠杆菌、假单胞菌等，其转化前体(即发酵底物)主要有阿魏 酸、丁香酚、异丁香酚、香草醇、香草胺、松柏醇、芳香族氨基酸等天然化合物。其中，由于阿魏酸对微生物的毒性小、产生的副产物少，且可以从农副产品例如米糠、麸皮中提取，是常用的底物之一。利用微生物发酵法，将阿魏酸转化为香兰素已有报道，并且取得一定进展，但是距离工业化大规模地投入生产还是有一定的局限。

专利申请号为CN200610117386.X的中国发明专利公开了一株链霉菌及利用该链霉菌生 物转化阿魏酸生产高浓度香兰素的方法。利用该菌株以GY转化培养基转化阿魏酸可得到高 浓度香兰素发酵液，在阿魏酸补料转化过程中加入大孔吸附树脂DM11时香兰素浓度可大幅 提高。

专利申请号为CN201110240035.9的中国发明专利公开了一种枯草芽孢杆菌及其生物转 化阿魏酸生产香兰素的方法，该方法以阿魏酸为底物的微生物转化法生产香兰素，转化效率 达55～63％，且相比其它生物转化法节省成本30％。

专利申请号为CN201210324407.0的中国发明专利公开了一种植生拉乌尔菌及其生物转 化阿魏酸生产天然香兰素的方法，通过菌种活化、制备种子培养液、发酵培养、转化发酵液， 以得到高浓度香兰素发酵液。

专利申请号为CN201210117028.4的中国发明专利公开了桑肠杆菌及利用其生物转化阿 魏酸生产天然香兰素的方法，按以下步骤进行：(1)菌种活化；(2)制备种子培养液；(3)发酵； (4)转化，转化发酵液在7000rpm/min条件下，12min离心处理，收集上清液，得到淡黄色天 然香兰素发酵液。