[发明专利]一种高光学纯度α-熊果苷和高粘接性葡聚糖的生产方法

说明书

一种利用肠膜明串珠菌联产高光学纯度α‑熊果苷和高粘接性葡聚糖方法，该方法以蔗糖和氢醌为底物，在弱酸性环境下，一步发酵生产得到α‑熊果苷和葡聚糖，具体包括：1）一级种子培养：以0.1～0.2%的接种量取假肠膜明串珠菌菌液接种于种子培养基中，于37℃，250rpm培养10～12h；2）二级种子培养：以1～2%的接种量从一级种子液转接至种子培养基中，于37℃，250rpm，培养10～12h；3）发酵培养：将二级种子液以5～8%的接种量接种至发酵培养基中，调节发酵过程中pH为6.0～6.8，发酵全程通空气，控制空气流量为0.1～0.3vvm，于37℃，250～300 rpm，培养12～16h。该方法可通过菌株发酵直接获得高光学纯度α‑熊果苷和高粘接性葡聚糖，底物利用率高，反应简单快捷、条件温和、耗能少、适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，具体涉及一株假肠膜明串珠菌产高光学纯度α-熊果苷和高粘接性葡聚糖的生产方法。

背景技术

熊果苷有两种异构体：α-熊果苷和β-熊果苷，两者是差向异构体，化学名为4-羟苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷和4-羟苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷，两者氧苷键在空间的方向相反。研究表明，α-熊果苷抑制酪氨酸酶的强度和安全性远远大于β-熊果苷，美白效果是后者的9～10倍。因此，α-熊果苷作为高效的化妆品增白剂，目前已经逐渐被世界各大品牌所使用：2002年Peutaharm推出了含有α-熊果苷的新活性皮肤增白剂，日本资生堂、DHC等品牌也推出了含有α-熊果苷成分的系列化妆品。经研究发现α-熊果苷的化学性质比β-熊果苷效果更稳定，能够方便的加入到各种美白亮肤化妆品中，当其pH在3.5～6.5之间时最稳定，推荐的添加量为0.2～5％，可用于所有的配方中。

α-熊果苷和β-熊果苷的来源不同。β-熊果苷可以通过植物提取、植物细胞培养、人工合成及糖基转移酶或糖苷酶的转糖基反应或逆水解反应获得。而α-熊果苷一般只能通过不同的微生物的酶进行转糖基反应、植物提取或者微生物的直接转化法获得。日本学者Kitao等采用蔗糖磷酸化酶，在HEPES缓冲液中加入2g氢醌与30g蔗糖40℃反应14h可得α-熊果苷2.3g(JP06153976)。刘春巧等利用黄单胞菌BT2112进行发酵，生物催化对苯二酚合成了α-熊果苷，反应得到12.7g/L的熊果苷，但是细胞发酵时间长，细胞对对苯二酚的耐受性比较低(刘春巧等，催化学报，2006,27:361-364)。Fanayama等利用枯草杆菌IFO14140在30℃振荡培养4h，在37℃有氧培养120h后纯化得培养液，在醋酸缓冲液(pH 5.3)加入氢醌、蔗糖和培养液40℃反应90h制备α-熊果苷(JP06284896)。

葡聚糖(glucan)是由明串珠菌合成的微生物同型胞外多糖，属于右旋吡喃葡萄糖聚合体，是一类具有安全、优良理化特性的微生物代谢胶，可作为乳化剂、悬浮剂、凝胶剂、成膜剂、润滑剂等广泛应用于食品、石油、化工、制药等领域中，和普通不具备高粘接性的葡聚糖相比，高粘接葡聚糖因其优良的成胶性能在生物合成胶的应用方面更具优势。

目前，葡聚糖的制备方法主要有发酵法和酶法，而酶法生产葡聚糖在工业上实现大规模应用还有很多的困难，需要进一步研究，工业上生产葡聚糖的方法主要是微生物发酵法，但发酵法直接得到的葡聚糖分子量普遍在100KDa以上，粘接性能较差。

发明内容

针对上述问题，本发明利用自主筛选获得的假肠膜明串珠菌G123，通过原料的变更和发酵条件的控制，同时制备得到高光学纯度α-熊果苷和高粘接性葡聚糖。

本发明的目的在于提供一种高光学纯度α-熊果苷和高粘接性葡聚糖的生产方法，该方法是利用一株假肠膜明串珠菌发酵，通过发酵条件的控制和底物的变更，一步发酵直接获得α-熊果苷和葡聚糖两种产品。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：