一株戊糖片球菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一株戊糖片球菌CS1406 {Pecl1coccus pentosaceus CS1406)菌株，及其在生物轉(zhuǎn)化小麥胚芽產(chǎn)2，6_ 二甲氧基對苯醌中的應(yīng)用，屬于工業(yè)微生物領(lǐng)域技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]醌類化合物是指分子中具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)的一類天然色素有機(jī)化合物，主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型。醌類化合物具有致瀉、抗菌、止血、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈及驅(qū)蟲，緩解痙攣等生物活性，廣泛存在于寥科、茜草科、豆科、百合科蘆薈、唇形科及一些低等植物中。研宄結(jié)果表明，1，4-對苯醌是一種具有廣譜抗菌活性的化合物，在很低濃度下即可殺滅多種致病性細(xì)菌、真菌等；在體外對多種腫瘤細(xì)胞具有很高的細(xì)胞毒作用，被認(rèn)為是某些植物藥具有的抗菌、抗腫瘤作用的活性成分之一，存在于許多昆蟲和植物中。
[0003]小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植最廣泛的糧食作物。小麥籽粒由果皮、種皮、糊粉層、胚乳及胚芽組成，小麥胚芽占小麥籽粒的3%左右，是小麥籽粒的生命源泉，是整個(gè)麥粒營養(yǎng)價(jià)值最高的部分，含有極豐富且優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)、脂肪、多種維生素、礦物質(zhì)及一些微量生理活性成分。上世紀(jì)90年代，匈牙利研宄人員利用小麥胚芽發(fā)酵制備出一種抗癌輔助制劑Avemar，該制劑對人類多種癌癥如結(jié)腸癌、宮頸癌等均具有顯著抑制作用。小麥胚芽中主要抗癌活性成分為2-甲氧基對苯醌(2-MBQ)和2，6- 二甲氧基對苯醌(2，6-DMBQ)，通常與低聚糖結(jié)合成糖基化對苯醌。該化合物不能通過小腸壁被吸收，而是通過結(jié)腸中微生物源葡糖苷酶水解釋放出來，發(fā)揮其生理活性。因此，如果能在體外有效地水解小麥胚芽中糖基型化合物，就可以顯著增強(qiáng)小麥胚芽的生理活性。而酶水解有其獨(dú)特的優(yōu)勢，不僅水解條件溫和，而且多采用弱酸性緩沖溶液，且小麥胚芽中生理活性物質(zhì)不易變性。目前獲得高活性的β-葡糖苷酶主要有兩種途徑，一是來源于植物，二是來源于微生物。產(chǎn)葡糖苷酶的微生物包括細(xì)菌、酵母和霉菌。不同微生物源的葡糖苷酶具有底物選擇性，微生物產(chǎn)生的β -葡糖苷酶屬纖維素酶系中的一個(gè)組分，水解纖維素的β -葡糖苷酶能否水解植物中的糖綴合物，有關(guān)這方面的系統(tǒng)研宄尚未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一株戊糖片球菌CS 1406 {Ped1coccuspentosaceusC^im^)菌株。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一株戊糖片球菌CS1406 (Pedi ococcus pen tosaceus CS1406)，保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，地址:中國.武漢.武漢大學(xué)，保藏編號CCTCC NO: M 2015169，保藏日期2015年3月27日。
[0005]上述菌株由常熟理工學(xué)院發(fā)酵工程中心從自然發(fā)酵全麥面團(tuán)中分離獲得。
[0006]本發(fā)明的戊糖片球菌CS1406的生物學(xué)性質(zhì)如下:
形態(tài)學(xué)特征:在MRS固體培養(yǎng)基上形成明顯的菌落，37°C培養(yǎng)3天，圓形菌落，乳白色，光滑，凸起，邊緣整齊，不透明，粘稠，革蘭氏陽性，細(xì)胞球狀，直徑0.S-LOym0
[0007]培養(yǎng)特征:最適生長溫度35?37 °C，兼性厭氧，厭氧時(shí)生長良好；最適生長ρΗ6.8 ?7.2 ο
[0008]本發(fā)明菌株在分離篩選時(shí)所用的富集培養(yǎng)基為5° Ber的麥芽汁培養(yǎng)基；分離培養(yǎng)基組成為:蛋白胨10 g/L，牛肉膏10 g/L，酵母膏5 g/L，葡萄糖20 g/L，吐溫-80 10 g/L，磷酸氫二鉀20 g/L，醋酸鈉5 g/L，檸檬酸二銨2 g/L，硫酸鎂0.5 g/L，硫酸錳0.25 g/L，碳酸鈣20 g/L，水lL，pH6.2?6.4 ;菌株保藏在4°C冰箱中，培養(yǎng)基為MRS固體斜面培養(yǎng)基。
[0009]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供利用戊糖片球菌CS1406水解小麥胚芽糖苷，生產(chǎn)2，6- 二甲氧基對苯醌中的應(yīng)用。
[0010]本發(fā)明所述的戊糖片球菌CS1406在以脫脂小麥胚芽為轉(zhuǎn)化底物，通過發(fā)酵法生物轉(zhuǎn)化制備2，6- 二甲氧基對苯醌。具體的應(yīng)用方如下步驟:
菌株 Ped1coccus pen tosaceus CS1406 接種至 Elliker 液體培養(yǎng)基中，37°C，靜止培養(yǎng)2?3d，
(2)將步驟(I)所培養(yǎng)菌株接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，30?37°C，靜止條件下發(fā)酵2?3d ;發(fā)酵液進(jìn)行離心，棄除沉淀，取上清液分離純化得到2，6- 二甲氧基對苯醌。
[0011]進(jìn)一步的，所述的步驟(2)發(fā)酵培養(yǎng)是在35°C下進(jìn)行，培養(yǎng)時(shí)間3d。
[0012]進(jìn)一步的，所述的發(fā)酵培養(yǎng)基成分為:
蛋白胨10 g/L，牛肉膏10 g/L，酵母膏5 g/L，葡萄糖20 g/L，吐溫-80 10 g/L，磷酸氫二鉀20 g/L，醋酸鈉5 g/L，檸檬酸二銨2 g/L，硫酸鎂0.5 g/L，硫酸錳0.25 g/L，小麥胚芽?75gdKlL，pH6.5?7.0。
[0013]又或者所述的應(yīng)用包括如下步驟:
(1)將Ped1coccus pen tosaceus CS1406 接種至 Elliker 液體培養(yǎng)基中，35 ?37°C ,靜止條件下發(fā)酵3?4d ;發(fā)酵液進(jìn)行離心，棄除上清液，收集濕菌體作為游離細(xì)胞；
(2)將步驟(I)液體發(fā)酵所得濕菌體I?10g，加入到50mL7.5% (w/w)的小麥胚芽溶液中，混勻，控制溫度30?37°C，攪拌轉(zhuǎn)速120r/min，進(jìn)行游離細(xì)胞轉(zhuǎn)化反應(yīng)I?1h ;轉(zhuǎn)化液進(jìn)行離心，棄除沉淀，取上清液分離純化得到2，6- 二甲氧基對苯醌。
[0014]進(jìn)一步的，所述的步驟(2)反應(yīng)溫度為35°C，轉(zhuǎn)化反應(yīng)時(shí)間7h。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明提供了一種戊糖片球菌，以戊糖片球菌為出發(fā)菌株生物催化小麥胚芽制備2，6-二甲氧基對苯醌；該菌株來源于傳統(tǒng)的自然發(fā)酵食品，屬于公認(rèn)安全菌種，可以在食品中應(yīng)用；該菌株在MRS固體培養(yǎng)基上生長良好，容易培養(yǎng)和保存，通過發(fā)酵所得的對苯醌含量可達(dá)942.lPg/g。
【附圖說明】
[0016]圖1為2，6- 二甲氧基對苯醌標(biāo)準(zhǔn)品HPLC圖譜。
[0017]圖2為發(fā)酵液中2，6- 二甲氧基對苯醌的HPLC圖譜。
[0018]本發(fā)明涉及的生物材料，其分類命名為:戊糖片球菌CS1406 (Ped1coccuspen tosaceus CS1406)，保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(簡稱CCTCC)，地址:中國.武漢.武漢大學(xué)，保藏編號CCTCC NO: M 2015169，保藏日期2015年3月27日。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
本實(shí)施例說明戊糖片球菌lPed1coccus pen tosaceus) CS1406的篩選純化及鑒定方法。
[0020]1、菌株的選育
用于菌株篩選的自然發(fā)酵全麥面團(tuán)采自山東、河南等地。稱取25g樣品，無菌條件下，加入盛有225 mL麥芽汁的三角瓶中，25?28°C富集培養(yǎng)24 h。吸取I mL培養(yǎng)液進(jìn)行梯度稀釋，稀釋液均勻地涂布于已凝固的Elliker分離培養(yǎng)基上，35?37°C保溫培養(yǎng)3?4天，挑取培養(yǎng)基中肉眼可見的菌落，進(jìn)一步涂布于MRS固體培養(yǎng)基上，繼續(xù)在35?37°C保溫培養(yǎng)2?3天，直至獲得單一菌落，轉(zhuǎn)移至MRS固體斜面保藏培養(yǎng)基上。所述的Elliker分離培養(yǎng)基終濃度組成為:胰蛋白胨20.0g/L，酵母膏5.0g/L，明膠2.5g/L，葡萄糖5.0g/L，乳糖5.0g/L,鹿糖5.0g/L,氯化鈉4.0g/L,乙酸鈉1.5g/L，抗壞血酸0.5 g/L,瓊脂2.0 g/L,pH6.8，水補(bǔ)足為100mL ；MRS固體培養(yǎng)基終