一株戊糖片球菌及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一株戊糖片球菌CS1406 {Pecl1coccus pentosaceus CS1406)菌株，及其在生物轉化小麥胚芽產2，6_ 二甲氧基對苯醌中的應用，屬于工業微生物領域技術。
【背景技術】
[0002]醌類化合物是指分子中具有不飽和環二酮結構的一類天然色素有機化合物，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、擴張冠狀動脈及驅蟲，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菌、真菌等；在體外對多種腫瘤細胞具有很高的細胞毒作用，被認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]小麥是世界上種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，是整個麥粒營養價值最高的部分，含有極豐富且優質的蛋白質、脂肪、多種維生素、礦物質及一些微量生理活性成分。上世紀90年代，匈牙利研宄人員利用小麥胚芽發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，而是通過結腸中微生物源葡糖苷酶水解釋放出來，發揮其生理活性。因此，如果能在體外有效地水解小麥胚芽中糖基型化合物，就可以顯著增強小麥胚芽的生理活性。而酶水解有其獨特的優勢，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。產葡糖苷酶的微生物包括細菌、酵母和霉菌。不同微生物源的葡糖苷酶具有底物選擇性，微生物產生的β -葡糖苷酶屬纖維素酶系中的一個組分，水解纖維素的β -葡糖苷酶能否水解植物中的糖綴合物，有關這方面的系統研宄尚未見報道。

【發明內容】

[0004]本發明的一個目的是提供一株戊糖片球菌CS 1406 {Ped1coccuspentosaceusC^im^)菌株。為了實現本發明的技術目的，本發明采用的技術方案是:
一株戊糖片球菌CS1406 (Pedi ococcus pen tosaceus CS1406)，保藏于中國典型培養物保藏中心，地址:中國.武漢.武漢大學，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院發酵工程中心從自然發酵全麥面團中分離獲得。
[0006]本發明的戊糖片球菌CS1406的生物學性質如下:
形態學特征:在MRS固體培養基上形成明顯的菌落，37°C培養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，細胞球狀，直徑0.S-LOym0
[0007]培養特征:最適生長溫度35?37 °C，兼性厭氧，厭氧時生長良好；最適生長ρΗ6.8 ?7.2 ο
[0008]本發明菌株在分離篩選時所用的富集培養基為5° Ber的麥芽汁培養基；分離培養基組成為: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，培養基為MRS固體斜面培養基。
[0009]本發明另一個目的是提供利用戊糖片球菌CS1406水解小麥胚芽糖苷，生產2，6- 二甲氧基對苯醌中的應用。
[0010]本發明所述的戊糖片球菌CS1406在以脫脂小麥胚芽為轉化底物，通過發酵法生物轉化制備2，6- 二甲氧基對苯醌。具體的應用方如下步驟:
菌株 Ped1coccus pen tosaceus CS1406 接種至 Elliker 液體培養基中，37°C，靜止培養2?3d，
(2)將步驟(I)所培養菌株接入發酵培養基中，30?37°C，靜止條件下發酵2?3d ;發酵液進行離心，棄除沉淀，取上清液分離純化得到2，6- 二甲氧基對苯醌。
[0011]進一步的，所述的步驟(2)發酵培養是在35°C下進行，培養時間3d。
[0012]進一步的，所述的發酵培養基成分為:
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]又或者所述的應用包括如下步驟:
(1)將Ped1coccus pen tosaceus CS1406 接種至 Elliker 液體培養基中，35 ?37°C ,靜止條件下發酵3?4d ;發酵液進行離心，棄除上清液，收集濕菌體作為游離細胞；
(2)將步驟(I)液體發酵所得濕菌體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，攪拌轉速120r/min，進行游離細胞轉化反應I?1h ;轉化液進行離心，棄除沉淀，取上清液分離純化得到2，6- 二甲氧基對苯醌。
[0014]進一步的，所述的步驟(2)反應溫度為35°C，轉化反應時間7h。
[0015]本發明的有益效果在于:
本發明提供了一種戊糖片球菌，以戊糖片球菌為出發菌株生物催化小麥胚芽制備2，6-二甲氧基對苯醌；該菌株來源于傳統的自然發酵食品，屬于公認安全菌種，可以在食品中應用；該菌株在MRS固體培養基上生長良好，容易培養和保存，通過發酵所得的對苯醌含量可達942.lPg/g。
【附圖說明】
[0016]圖1為2，6- 二甲氧基對苯醌標準品HPLC圖譜。
[0017]圖2為發酵液中2，6- 二甲氧基對苯醌的HPLC圖譜。
[0018]本發明涉及的生物材料，其分類命名為:戊糖片球菌CS1406 (Ped1coccuspen tosaceus CS1406)，保藏于中國典型培養物保藏中心(簡稱CCTCC)，地址:中國.武漢.武漢大學，保藏編號CCTCC NO: M 2015169，保藏日期2015年3月27日。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
本實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酵全麥面團采自山東、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24 h。吸取I mL培養液進行梯度稀釋，稀釋液均勻地涂布于已凝固的Elliker分離培養基上，35?37°C保溫培養3?4天，挑取培養基中肉眼可見的菌落，進一步涂布于MRS固體培養基上，繼續在35?37°C保溫培養2?3天，直至獲得單一菌落，轉移至MRS固體斜面保藏培養基上。所述的Elliker分離培養基終濃度組成為: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，水補足為100mL ；MRS固體培養基終