鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用的製作方法
2023-10-09 17:37:44
鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用的製作方法
【專利摘要】本發明屬於微生物菌種【技術領域】，具體涉及一種鞘氨醇單胞菌株xp，其分類命名為Sphingomonassp.，該菌株xp在中國典型培養物保藏中心的保藏號為：CCTCC?No：M2011453。本發明將該鞘氨醇單胞菌株xp用於降解煙梗中的多酚類化合物，降解效果好。
【專利說明】鞘氨醇單胞菌株XP在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用
[0001]【技術領域】
本發明屬於微生物【技術領域】，具體涉及一種鞘氨醇單胞菌株XP及其在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用。
【背景技術】
[0002]鞘氨醇單胞菌在環境中分布極廣泛，而且對惡劣環境有很強的忍耐性(如極地、強輻射等極端環境中都曾發現了鞘氨醇單胞菌的存在)。鞘氨醇單胞菌的降解底物範圍廣，如對二噁英類、酚類、偶氮染料等芳香化合物以及異型生物質聚合體等的降解都有相關報導。由於鞘氨醇單胞菌對芳香化合物有極為廣泛的代謝能力，並且該菌屬某些菌種能夠合成有價值的胞外生物高聚物，因此，近年來鞘氨醇單胞菌成為被關注和研究的熱點。
[0003]煙梗是菸葉的重要組成部分，通過打葉復烤分離後，可製得佔菸葉總重25%左右的煙梗。煙梗的化學成分的性質基本與葉片相同，但含量上有差異，導致用煙梗製成的梗絲在燃吸的過程中響起不足，吸味平淡，刺激性和勁頭較小，雜氣較重，尤其是木質性雜氣重。目前對於煙梗的利用主要是將其製成高填充的梗絲，作為捲菸的填充性原料，從而發揮梗絲較強的製成作用，增加菸絲的填充值和燃吸時通氣量，達到降低消耗，提高煙支燃燒性的目的。這種方 式沒有改變其化學成分，因此降低木質雜氣和刺激性的程度有限，導致煙梗的利用率較低。
[0004]菸草多酚是在煙株葉和莖兩個主要部位合成的帶有一個或多個羥基的芳香環化合物，其在菸草中的含量較高，約為幹葉重量的0.5 — 2.5%。在菸草中發現的多酚類化合物包括單寧類(綠原酸的異構體、咖啡酸和奎尼酸)、香豆素類(莨菪亭和莨菪亭的糖苷衍生物)、黃酮類(芳香苷、黃酮、鼠李糖、黃酮醇)和花色素類(花色素-3-芸香糖苷、花葵素-3-芸香苷、堪非醇)四大類共約135種。其中綠原酸和芸香苷是菸草中最主要的多酚類物質，綠原酸佔多酚類物質總量的75— 95%。多酚是菸葉中的重要香氣前體物，多酚含量與烘烤後的菸葉顏色和捲菸香氣密切相關。在吸菸過程中，多酚及其熱解產物轉移到煙氣中，對煙氣香味有直接影響。在合理的調製、陳化條件下，植物多酚類化合物經一系列反應降解生成多種物質，這些降解產物能賦予菸草製品優雅的香氣，增加菸草製品的香氣量，對改善菸草製品的品質有極其重要的作用。
[0005]菸草中的多酚化合物含量對菸草品質有著重大影響。在一定範圍內，多酚化合物含量與菸葉品質呈正相關。這是因為在調製、醇化和燃燒過程中，多酚類化合物可氧化分解生成一些能賦予菸草製品優雅清香氣味和增加菸草製品香氣量的化合物，因此它們對改善菸草製品的品質有重要作用。然而，多酚類化合物含量超出一定範圍時，菸葉不同程度帶有多種品質缺陷，如:有青雜氣和刺激性、香氣質單調、香氣量不足等，不能直接用來生產捲菸。更為重要的是，過量的多酚化合物對人體有毒性，會影響吸菸者的健康。因此，如何降低菸草中多酚類化合物的含量是菸草工業中的重要環節。現有研究表明微生物技術在降解菸草多酚化合物過程中發揮重要作用。因此，目前極需要開發出在低溫低溼條件下能較好發揮多酚類化合物降解效果的微生物菌株。
[0006]
【發明內容】
本發明目的在於提供一種鞘氨醇單胞菌xp，將其用於降解煙梗中的多酚類化合物，降解效果好。
[0007]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種鞘氨醇單胞菌株XP，其分類命名為sp.,該菌株xp在中國典型培養物保藏中心的保藏號為=CCTCC No:M 2011453，保藏日期:2011年12月9日，保藏單位地址:湖北省武漢市武昌區珞珈山路16號(武漢大學)。
[0008]所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用。
[0009]所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，具體為:將鞘氨醇單胞菌株XP用LB培養基復甦(30°C培養24h)，然後接種到含有綠原酸或煙梗浸提液的無機鹽培養基中，28 - 32°C培養2 — 24 h後離心收集菌體，無機鹽培養基清洗I 一 5次後，用無機鹽培養基重懸菌體，調整至0D_值為2.0 — 5.0，所得懸浮液即為種子培養液；將種子培養液在28 - 32°C、溼度55 - 65%條件下均勻噴灑於煙梗梗絲表面或在28 — 32°C加入到泡有煙梗的水溶液中。
[0010]具體的，所述含有綠原酸或煙梗浸提液的無機鹽培養基中，綠原酸濃度為0.2 -
1.0g/L，煙梗浸提液濃度為0.05 — 0.2 ml/L。綠原酸或煙梗浸提液用以作為鞘氨醇單胞菌菌株xp生長的唯一碳源。本發明所述鞘氨醇單胞菌xp在綠原酸添加量為0.2 — 1.0g/L的無機鹽培養基中培養時生長情`況良好，更高濃度的綠原酸能抑制鞘氨醇單胞菌xp的生長。
[0011]所述煙梗浸提液可經下述方法獲得:取Ig煙梗，粉碎後加入55 - 65% (體積百分含量)乙醇於45 - 55°C水浴萃取30 - 60min (每10 min搖勻一次)，萃取結束後過濾，濾液即為煙梗浸提液。
[0012]較好的，所述無機鹽培養基的配方為:每1000ml去離子水中含2.44g Na2HPO4,
1.52g ΚΗ2Ρ04、0.5g (NH4)2SO4^0.2g MgSO4.7Η20、0.05g CaCl2.2Η20和 IOml 微量金屬鹽溶液SL-4 ;其中，所述微量金屬鹽溶液SL-4組成為:1000ml去離子水中含有0.50g EDTA、0.20gFeSO4.7Η20和100ml微量金屬鹽溶液SL_6 ;所述微量金屬鹽溶液SL-6組成為:1000ml去離子水中含有 0.1Og ZnSO4.7Η20、0.03g MnCl2.4Η20、0.30g Η3Β03、0.20g CoCl2.6Η20、0.01gCuCl2.2Η20、0.02g NiCl2.6Η20 和 0.03g Na2MoO4.2H20。
[0013]本發明所提供的菌株鞘氨醇單胞菌株xp (Sphingomonas sp.)在無機鹽培養基中利用綠原酸或煙梗浸提液為唯一碳源生長後，能夠降解煙梗中的多酚類化合物。在利用鞘氨醇單胞菌xp (Sphingomonas sp.)噴灑於煙梗梗絲表面,兩周後煙梗中的多酹類化合物含量降解率超過25% ;施加到泡梗水溶液中4小時以上能將煙梗中的多酚類化合物含量降解30%以上。目前所利用的醇化方法中，所需的醇化時間較長，往往會影響產品的周期。本發明與現有的醇化方法相比，具有快速降解的優點，這對於烤菸生產醇化過程中的實際應用更具優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是基於微生物菌株xp 16S rRNA基因序列構建的系統發育樹；圖2是鞘氨醇單胞菌菌株xp在含綠原酸的無機鹽培養基中48h的生長情況；
圖3是菌濃度為0D3.0時，鞘氨醇單胞菌菌株xp在含不同綠原酸的無機鹽培養基中對綠原酸的降解情況。
【具體實施方式】
[0015](一)鞘氨醇單胞菌iSphingomonassp.)菌株xp的篩選:
由於綠原酸是菸草中最具代表性的多酚類物質，本申請以綠原酸作為底物，製作成瓊脂平板。在30°C、24hr的條件下使用煙田土壤水溶液進行塗板培養，平板培養物經過4°C的低溫處理24 - 72hr後，通過螢光倒置顯微觀察細菌對綠原酸的分解效果。由於綠原酸在紫外光(365nm)下顯藍色螢光，具有綠原酸分解能力的菌落周圍的培養基比背景中的螢光變淡變弱。在綠原酸的藍色螢光背景中，能直接分離不受雜菌汙染的菌株。根據綠原酸酶的活性和透明圈直徑的關係測定不同菌株產生的綠原酸酶活力。在pH值4.0 — 6.0的瓊脂平板上進行篩選培養，即可得到耐酸性菌株xp。
[0016](二)鞘氨醇單胞菌iSphingomonas sp.)菌株xp的鑑定:
篩選得到的菌株XP為革蘭氏陰性菌，無孢子，以單側生極性鞭毛運動，呈黃色。委託中國典型培養物保藏中心對其進行生理生化特性鑑定，結果見表1和表2，其16S rRNA基因序列比對結果見表3，構建的系統發育樹數據見附圖1。
【權利要求】
1.鞘氨醇單胞菌株XP在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，其特徵在於，所述鞘氨醇單胞菌株XP分類命名為Sphingomonas sp.,該菌株xp在中國典型培養物保藏中心的保藏號為:CCTCC No:M 2011453。
2.如權利要求1所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，其特徵在於，將鞘氨醇單胞菌株xp用LB培養基復甦，然後接種到含有綠原酸或煙梗浸提液的無機鹽培養基中，28 - 32°C培養2 — 24 h後離心收集菌體，無機鹽培養基清洗I 一 5次後，用無機鹽培養基重懸菌體，調整至OD_值為2.0 — 5.0，所得懸浮液即為種子培養液；將種子培養液在28 - 32°C、溼度55 - 65%條件下均勻噴灑於煙梗梗絲表面或在28 — 32°C加入到泡有煙梗的水溶液中。
3.如權利要求2所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，其特徵在於，所述含有綠原酸或煙梗浸提液的無機鹽培養基中，綠原酸濃度為0.2 — 1.0g/L，煙梗浸提液濃度為0.05 - 0.2 ml/L。
4.如權利要求2或3所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，其特徵在於，所述煙梗浸提液經下述方法獲得:取Ig煙梗，粉碎後加入60 - 70%乙醇10 -30ml於45 — 55°C水浴萃取30 — 60min，萃取結束後過濾，濾液即為煙梗浸提液。
5.如權利要求2或3所述鞘氨醇單胞菌株xp在降解煙梗中多酚類化合物方面的應用，其特徵在於，所述無機鹽培養基的配方為:每1000ml去離子水中含2.44g Na2HPO4U.52gΚΗ2Ρ04、0.5g (NH4)2SO4^0.2g MgSO4.7Η20、0.05g CaCl2.2H20 和 IOml 微量金屬鹽溶液SL-4 ;其中，所述微量金屬鹽溶液SL-4組成為:1000ml去離子水中含有0.50g EDTA、0.20gFeSO4.7Η20和100ml微量金屬鹽溶液SL-6 ;所述微量金屬鹽溶液SL-6組成為:1000ml去離子水中含有 0.1Og Zn SO4.7Η20、0.03g MnCl2.4Η20、0.30g Η3Β03、0.20g CoCl2.6Η20、0.01gCuCl2.2Η20、0.02g NiCl2.6Η20 和 0.03g Na2MoO4.2H20。
【文檔編號】C12N1/20GK103773727SQ201410047482
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2014年2月11日
【發明者】馬宇平, 周浩, 李懷奇, 郝輝, 許平, 唐鴻志 申請人:河南中煙工業有限責任公司