[发明专利]提高甜高粱燃料乙醇废酿酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高甜高粱燃料乙醇废酿酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法。

背景技术

利用甜高粱茎秆糖汁发酵生产燃料乙醇是促进非粮作物生产燃料乙醇产业化发展的主要方向。达到产业化要求的液态法甜高粱茎秆生产燃料乙醇工艺技术已经形成，并获得国家专利保护，其清醪发酵的工艺特点，可以得到高密度高活性的酿酒酵母。在现有技术条件下，副产品废酿酒酵母常用作饲料原料，附加值很低。已有的研究表明酿酒酵母胞内积累S-腺苷-L-甲硫氨酸的能力要比其它微生物高很多，是目前工业化发酵生产S-腺苷-L-甲硫氨酸的首选原料。酿酒酵母中超氧化物歧化酶的含量也远高于其它真菌，是未来发展工业化发酵生产超氧化物歧化酶的廉价原料。

S-腺苷甲硫氨酸，又称S-腺苷蛋氨酸(S-Adenosylmethionine，简称SAM)，广泛存在于动物、植物和微生物体内，是人体内的一种重要生理活性物质，它主要作为转甲基和转硫基、转氨丙基三种代谢途径的前体，参与了人体内40多种生化反应。SAM可以预防肝癌发生，对治疗慢性肝炎及肝硬化效果非常好，是国内外公认的最佳治疗肝病的医药，可以显著降低肝病的死亡率。能促进软骨组织的形成和损伤愈合，可用于关节炎的治疗。还具有调节神经中枢系统的功能，治疗早老性痴呆症以及抑郁症，对各种抑郁症有特殊疗效，见效快、无成瘾性以及耐受性好等优点。此外，由于其具有修复纤维化皮肤细胞的作用，被广泛应用于多种化妆品。

SAM可以由化学合成、体外酶促合成或经微生物发酵生物合成三种途径得到，SAM的旋光性及其不稳定性大大降低了化学合成法的可能性。酶催化合成法是以ATP和L-甲硫氨酸为底物，在SAM合成酶的催化下合成SAM，但是ATP价格昂贵，而且生物细胞中SAM合成酶的浓度很低，造成生产水平不高，提取困难，生产效率很低，成为大规模酶催化生产SAM的限制因素。酿酒酵母属微生物(S.cerevisiae)具有较高的过量积累SAM的能力，上世纪六十年代末，国际上就开始研究利用酿酒酵母生产SAM的生产工艺，我国是从七十年代末开始进行此项技术的研发工作，但因发酵水平低、分离纯化成本过高，至今未能工业化，相关药物目前在国内还没有生产，完全依靠进口，开发利用酿酒酵母生产高产、高质、价廉的SAM生产工艺显得极为迫切。

超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，简称SOD)是一种广泛存在于动植物、微生物中的金属酶，能专一催化超氧阴离子自由基O^2-·发生歧化反应，从而清除O^2-·。这一功能，使它能防御氧毒性，增强机体抗辐射损伤能力，因此可作为抗衰老、抗炎症、自身免疫疾病患者广泛应用的医药品。此外，SOD对治疗贝切特氏症、心肌梗塞等血虚性心脏病、胶原病、新生儿呼吸困难综合症、防御放射性伤害等也有疗效。

国内外目前商品SOD主要从动物血液及脏器中提取，容易受原料来源、得率、产品质量不稳定及安全性等方面的限制，欧盟从1997年1月起禁止使用动物SOD。植物SOD的制备和动物SOD的制备一样，具有工艺复杂，成本较高的劣势，限制其规模化生产。与动植物SOD的制备相比，用微生物为原料制取SOD具有原料便宜易得，可以规模化生产。酿酒酵母SOD的含量高于其它真菌，并且酵母细胞没有内毒素污染问题，从酵母中提取Cu/Zn-SOD较从其它动物血液中提取的最大特点是不存在抗原反应、成本低，酵母产SOD具有很好的使用价值。

国内对SOD的研究起步较晚。目前，国内生产商品SOD仍然主要是从猪血或牛血中提制的，对微生物SOD的研究还处于实验室阶段。

仅可查到《甜高粱茎秆汁液制取乙醇及酵母超氧化物歧化酶的方法》一项专利(专利号：200710047685.5)，该专利中所述技术仅可提取SOD一项产品。

目前国内外未见到以提高SAM和SOD生物合成量为目的的甜高粱茎秆汁液发酵生产燃料乙醇的副产品酿酒酵母活化技术的相关报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高甜高粱燃料乙醇废酿酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法，通过优化废酿酒酵母活化培养基及活化培养条件，可同时提高废酿酒酵母中SAM和SOD的生物合成量。

本发明的技术方案概述如下：

提高甜高粱燃料乙醇废酿酒酵母中S-腺苷-L-甲硫氨酸和超氧化物歧化酶含量的方法，包括如下步骤：