[发明专利]一种通过乳酸菌发酵合成吡咯喹啉醌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，具体涉及一种通过乳酸菌发酵合成吡咯喹啉醌的方法。

背景技术

吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone，简称PQQ）是继黄素核苷酸和烟酰胺核苷酸之后在细菌脱氢酶中发现的第三种辅基，它的化学名称为4,5-二氢-4,5-二氧化-1-氢吡咯(2,3f)醌-2,7,9-三羧酸，又名Methaxatin。自然条件下仅Methylovorus、Deinococcus radiodurans、Gluconobacter oxydans、Klebsiella pneumoniae等少数细菌能够合成（Xiong et al,2011；Magnusson et al,2007；Khairnar et al,2003；Felder et al,2000）。

虽然仅少数细菌能够合成PQQ，但在各种植物、动物以及人体内都发现含有微量PQQ。日本科学家测定了26种常见食物中的PQQ含量，发现1克食物中PQQ含量在3.65-61纳克不等，例如，蔬菜中的欧芹、青椒，水果中的奇异果、木瓜，饮品中的绿茶、乌龙茶，以及人们常吃的豆腐。值得注意的是，日本传统食物纳豆当中PQQ含量最高，达到61纳克/克。这可能是因为纳豆是大豆经过细菌长期发酵后制成的食物，其中的细菌不断分泌PQQ产生了浓缩效应。

美国研究人员检测发现，人乳中PQQ含量竟然高达140-180纳克/毫升。任何生理过程都有其必要性和合理性。人类经过数百万年的长期进化，发展出了一套适应环境的高效运作机制。母乳中含有如此高浓度PQQ，说明该物质对新生婴幼儿的生长发育可能起到至关重要的作用。

既然PQQ只能由某些细菌合成，那么植物、动物和人体中的PQQ又从何而来？目前，科技界普遍认为，动物和人类肠道中虽然有种类丰富的细菌，但均不能合成PQQ或合成量极少，无法满足身体需要。因此，动物和人类只能通过饮食途径获取PQQ。而植物体内的PQQ是从环境中吸收还是自己合成，或者两者兼而有之，至今还不明确。

PQQ作为一种普遍存在于动物和植物组织中的氧化还原酶辅基，虽然含量非常低，但作用重要，不仅是一种新发现的线粒体呼吸链组分，参与催化生物体内氧化还原反应，还具有非常多样的生物活性，缺乏时会引起哺乳动物诸多代谢障碍，被认为是一种新型维生素（Misra et al,2012；Rucker et al,2012；Kasahara et al,2005；Rucker et al,2005；Toyama et al,2005；Storms et al,2003；He et al,2003；Bishop et al,1998）。

PQQ对哺乳动物的主要生理作用有：

①全面提高人体免疫功能，作为人类发育的必要因子，能刺激人体细胞生长，尤其是激活人体B细胞、T细胞，提高人体免疫功能；

②防治肝损伤，能显著降低血清胆红素和谷丙转氨酶水平，调理肝损伤，对肝脏疾病有极好疗效；

③减少自由基对人体的伤害，PQQ是一种氧化还原酶辅基，参与生物体内氧化还原反应，能有效清除体内自由基，减少自由基对人体伤害所引发的各种疾病，如心脏病、癌症以及各类炎症；

④调理各种神经系统疾病，PQQ在人体内能促进神经因子合成，调理各种神经系统疾病；

⑤促进氨基酸吸收，PQQ是醌蛋白酶的辅基，参与呼吸链电子传递，在人体内能促进氨基酸吸收；

⑥能促进生长因子合成，生长因子是人类生长的激素，能刺激人体细胞生长，增加细胞密度，微量PQQ就能提高生物体组织的代谢能力和生长机能；

⑦防治老年痴呆症，PQQ具有修复神经纤维、活化神经元、激活休眠神经细胞的能力，能有效防治老年痴呆症和改善记忆力；

⑧促进谷胱甘肽合成，谷胱甘肽具有重要抗氧化作用和整合解毒作用，PQQ能促进机体谷胱甘肽合成，防止白内障发生和肝脏胆红素积累；

⑨极强的抗癌功能，激活自然杀伤细胞（NK）细胞为ANK细胞，使其具有杀肿瘤作用；使NK细胞等免疫细胞聚集，更有效地杀灭肿瘤细胞；封闭肿瘤细胞载铁蛋白受体，阻断其功能，抑制肿瘤生长、转移；破坏肿瘤细胞脂质双层，使肿瘤细胞溶解死亡；阻止肿瘤细胞DNA复制，促其凋亡。