一种马克斯克鲁维酵母及其应用

专利2026-02-08  3


本发明属于生物工程,更具体的涉及马克斯克鲁维酵母利用发酵培养法制备β-烟酰胺单核苷酸。


背景技术:

1、β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,简称β-nmn或者nmn)是人体中的一种内源性物质,是烟酰胺磷酸核糖转移酶反应的产物,参与细胞内的烟酰胺嘌呤二核苷酸(nad+)的合成,是其重要并且最直接的前体物质。在人体内,nmn通过转化为nad+发挥其生理功能,如激活nad+底物依赖性酶sirt1(组蛋白脱乙酰酶,又称沉默调节蛋白)、调节细胞存活和死亡、维持氧化还原状态等,但它会随年龄增长而逐渐减少。由于nad+分子量过大,很难被人体吸收,nad+的补充只有通过摄取分子量较小的nmn等前体物质来实现。最新研究表明:口服nmn导致nad+回升,可使与人类接近的生物模型体系寿命延长 30% 以上。

2、目前nmn的体外制备方法分为化学合成,半酶法合成,全酶法合成,微生物发酵合成。化学合成方法虽然反应时间较短,但是存在原料有毒、成本高、中间体不稳定、收率低而且化学试剂污染较大等问题;由于现有的nampt的酶活性较低,虽然固定化酶可以重复使用,但是酶法合成nmn存在耗时长、成本高、收率低等问题,难以实现工厂化大规模生产;微生物发酵法是通过在培养基中添加烟酰胺核糖(nr)利用微生物自身存在的酶系,使得微生物经发酵即可产生nmn。但微生物发酵法也存在生产率低,缺乏实用性等问题,并且其高成本是nmn在工业应用中的扩展的阻碍。

3、如果一个全细胞生物催化剂能够在一个细胞中同时有效地实现所需的发酵和酶反应,那么使用微生物方法生产核苷酸化合物且可以实现低成本。tw201713774a公开了来源于可食用酵母的β-nmn的制备方法,但其使用的方法操作复杂,最终得到的β-nmn浓度很低,难以在产业上进行应用。出于对安全及高效低成本等方面的考虑,本发明采用属于益生菌的马克斯克鲁维酵母对其发酵产生β-nmn,此种方法制备的β-nmn具有安全无污染的优点。


技术实现思路

1、本发明目的提供了一种马克斯克鲁维酵母,以及其在发酵制备β-烟酰胺单核苷酸的应用。

2、本发明的马克斯克鲁维酵母( kluyveromyces marxianus)k11保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为cgmcc no. 26477,保藏日期为2023年01月13号,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所。

3、本发明的马克斯克鲁维酵母k11在西藏灵菇中分离获得。

4、本发明提供了一种利用发酵培养法制备β-烟酰胺单核苷酸的方法,所述方法应用培养基培养马克斯克鲁维酵母制备β-烟酰胺单核苷酸。

5、本发明提供了一种马克斯克鲁维酵母k11在发酵制备β-烟酰胺单核苷酸的应用。

6、所述反应步骤如下:

7、(1)菌种活化:将所述马克斯克鲁维酵母k11接种到ypd固体培养基中进行活化,获得纯化菌株;将纯化菌株接种到ypd培养基中,备用;

8、(2)制备种子液:将活化后的马克斯克鲁维酵母k11菌株按照1%接种量接种到种子液培养基中进行发酵培养,得到一级种子液;将一级种子液按照1%接种量接种到种子液培养基中进行发酵培养,得到二级种子液;

9、(3)接种发酵培养基:将二级种子液按照10%接种量接种到摇瓶发酵培养基中进行发酵培养,发酵至结束;

10、(4)发酵结束后,检测马克斯克鲁维酵母k11发酵物中β-烟酰胺单核苷酸含量。

11、优选的,步骤(1)中所述的活化条件为:温度30℃,活化时间为48h。

12、优选的,步骤(2)中所述的一级种子液和二级种子液培养基相同,各组分在一级种子液和二级种子液培养基中的浓度为:3% w/w脱脂大豆粉,3% w/w葡萄糖和1% w/w玉米浆粉,余量为水。

13、优选的,步骤(2)接种种子液培养基后进行摇床密闭发酵。

14、优选的,接种发酵培养基后进行摇床通气发酵。

15、优选的,接种发酵培养基后发酵时间为24-72h摇床通气发酵。

16、优选的,接种发酵培养基后发酵温度为30-37℃摇床通气发酵。

17、优选的,所述摇床通气发酵的条件为:温度30℃,摇床转速220rpm,培养时间24h。

18、优选的,步骤(3)发酵培养基中含有脱脂大豆粉、麸皮与玉米浆粉。

19、优选的,所述脱脂大豆粉在发酵培养基中的浓度为3-60% w/w;麸皮在发酵培养基中的浓度为1-52% w/w;玉米浆粉在发酵培养基中的浓度为0.2-1% w/w。

20、优选的,所述脱脂大豆粉浓度为60% w/w;麸皮浓度为8% w/w;玉米浆粉浓度为0.6% w/w。

21、本发明提供了马克斯克鲁维酵母k11在制备含有β-烟酰胺单核苷酸的食品中的应用。

22、本发明所产生的技术效果:与现有技术相比,本发明不同于传统的酶法制备β-烟酰胺单核苷酸,本发明所使用的培养基中原料均为食品级,且所用的马克斯克鲁维酵母为益生菌,发酵培养基中采用的是大豆粉,麸皮和玉米浆粉,相较于传统的氮源和碳源成本更低,由此产生的β-烟酰胺单核苷酸安全性比较高,同时本发明所要求的原料成本低且操作简单,绿色无污染,符合食品的质量标准,易实现产业化、规模化生产。



技术特征:

1.一种马克斯克鲁维酵母(kluyveromyces marxianus)k11,其特征在于,所述马克斯克鲁维酵母k11保藏编号为cgmcc no. 26477。

2.权利要求1所述的马克斯克鲁维酵母k11在发酵制备β-烟酰胺单核苷酸的应用。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,发酵制备β-烟酰胺单核苷酸的步骤包括:

4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,步骤(1)中所述的活化条件为:温度30℃,活化时间为48h。

5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,步骤(2)中所述的一级种子液和二级种子液培养基相同,各组分在一级种子液和二级种子液培养基中的浓度为:3% w/w脱脂大豆粉,3% w/w葡萄糖和1% w/w玉米浆粉,余量为水。

6.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,步骤(2)接种到种子液培养基后进行摇床密闭发酵。

7.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,步骤(3)中,接种发酵培养基后进行摇床通气发酵。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述摇床通气发酵的条件为:温度30℃,摇床转速220rpm,培养时间24h。

9.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,步骤(3)发酵培养基中含有脱脂大豆粉、麸皮与玉米浆粉。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述脱脂大豆粉在发酵培养基中的浓度为3-60% w/w;麸皮在发酵培养基中的浓度为1-52% w/w;玉米浆粉在发酵培养基中的浓度为0.2-1% w/w。


技术总结
本发明涉及一种马克斯克鲁维酵母及其应用,包括马克斯克鲁维酵母K11在发酵过程中产生β型烟酰胺单核苷酸的应用,所述马克斯克鲁维酵母K11保藏编号为CGMCC NO.26477,本发明以脱脂大豆粉、麸皮与玉米浆粉为培养基,将马克斯克鲁维酵母通过发酵产生β‑烟酰胺单核苷酸,反应条件温和且所述酵母为益生菌,为食品行业中加入β‑烟酰胺单核苷酸提供了一种安全可靠的方式。

技术研发人员:王海宽,刘成琪,李传磊
受保护的技术使用者:天津科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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