[发明专利]一种发酵生产单葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和应用有效

专利信息
申请号: 201710063529.1 申请日: 2017-02-03
公开(公告)号: CN106636290B 公开(公告)日: 2020-06-09
发明(设计)人: 赵伟;郭立纯;杨瑞金 申请(专利权)人: 江南大学
主分类号: C12P33/20 分类号: C12P33/20;C12R1/645
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 彭素琴
地址: 214122 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 发酵 生产 葡萄 糖醛酸 甘草 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种发酵生产单葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和应用,属于生物工程技术领域。本发明以甘草酸为碳源,诱导篮状真菌属的真菌产生β‑葡萄糖醛酸苷酶,可以在对环境友好的前提下,大量制备单葡萄糖醛酸甘草次酸。本发明的方法工艺简单,成本低,GAMG产量达到4.05g/L,产率为88.00%,经大孔树脂纯化后,其纯度达到80%以上,产物纯度高,不发生结构异化,并具有生产周期短、易于操作、能耗低等优点,适合与于后期的工业化生产的特点。

技术领域

本发明涉及一种发酵生产单葡萄糖醛酸甘草次酸的方法和应用,属于生物工程技术领域。

背景技术

甘草为豆科甘草属植物,是传统的中草药,其药用部位为干燥的根及根茎。三萜类化合物甘草酸是甘草中的主要药效成分,是目前甘草方向的研究重点,国内外学者对其的深入研究表明,甘草酸(Glycyrrhizin,GL)具有一定的抗炎、保肝、抗病毒、抗过敏、降脂、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、解毒等方面的作用。

单葡萄糖醛酸基甘草次酸(Glycyrrhetinic acid monoglucuronide,GAMG),由一分子葡萄糖醛酸和一分子的甘草次酸通过糖苷键连接而成。其化学式为C36H54O10,分子量为648.8g mol-1,根据其H的平面的不同,包括18β-GAMG和18α-GAMG两种同分异构体。GAMG只含有一个葡萄糖醛酸基,其极性介于甘草酸和甘草次酸之间,能顺利进入细胞,并且亲脂性不太强,在机体内的溶解度和跨膜转运能力比甘草酸和甘草次酸强。因而有更好的生物利用度,也能比甘草酸和甘草次酸更好的发挥药效。单葡萄糖醛酸甘草次酸(GAMG)作为甘草酸的衍生物,两者具有相似的生物活性,其在抗肝炎、抗过敏、抗癌症、抗病毒方面的疗效显著高于GL。因此,开发GAMG作为抗肝炎类、抗过敏、抗癌症方面的高效新药具有广阔的开发应用前景。GAMG的LD50=5000mg/kg,GL的LD50=805mg/kg,因此其比甘草酸更安全,GAMG作为一种新型的天然甜味剂,甜度约是甘草酸的5倍,在食品添加剂方面的应用前景广阔。在化妆品方面,GAMG的性质较为稳定,不仅耐高温、耐酸和耐压,而且有较好的乳化性和起泡性。

在现有的技术中,制备GAMG包括化学法和微生物法。甘草酸为苷元甘草次酸分别通过β-1,2糖苷键和β-1,3糖苷键和两个分子葡萄糖醛酸连接而成的,这两个糖苷键的键能是相似的,化学水解法对这两个糖苷键的选择性很低,采用高能耗和高污染的化学法制备该产物GAMG时,也会生成大量的副产物甘草次酸。因此,化学法制备生产GAMG的研究较为困难和少见。微生物制备单葡萄糖醛酸甘草次酸,其实质是微生物通过产生的β-葡萄糖醛酸苷酶将甘草酸为底物,选择性断裂两个糖基之间的β-1,2糖苷键,从而制得单葡萄糖醛酸甘草次酸。微生物发酵法存在目的产物产量低,副产物多的缺陷,使发酵不能满足国内的工业化生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种单葡萄糖醛酸甘草次酸的方法,是将篮状真菌(Talaromyces sp)按体积以5~10%的接种量接种至以甘草酸作为碳源和诱导剂、硝酸钠为氮源的发酵培养基中,控制初始pH 4.5~6.5,于25~37℃发酵120-144h。

在本发明的一种实施方式中,所述硝酸钠浓度为2-4g/L。

在本发明的一种实施方式中,所述硝酸钠浓度为3g/L。

在本发明的一种实施方式中,控制发酵过程中甘草酸浓度为1-8g/L进行诱导。

在本发明的一种实施方式中,所述甘草酸浓度为5g/L。

在本发明的一种实施方式中,所述接种是接种种子液,所述种子液是将篮状真菌接种至种子培养基中,于25~40℃培养36-48h。

在本发明的一种实施方式中,所述种子培养基每L含有:蛋白胨5g,葡萄糖10g,磷酸二氢钾1g,硫酸镁0.4g。

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