[发明专利]一株篮状菌及利用该篮状菌液体菌膜发酵生产甜菜苷的方法

说明书

本发明公开了一株篮状菌及利用该篮状菌液体菌膜发酵生产甜菜苷的方法，属于微生物发酵生产甜菜苷技术领域。本发明的技术方案要点为：一株篮状菌，其分类命名为Talaromyces sp.WLP，于2017年4月19日保藏于武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2017199。本发明还具体公开了利用该篮状菌液体菌膜发酵生产甜菜苷的方法。本发明首次利用篮状菌发酵生产甜菜苷，工艺简单且成本低廉，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于微生物发酵生产甜菜苷技术领域，具体涉及一株篮状菌及利用该篮状菌液体菌膜发酵生产甜菜苷的方法。

背景技术

色素分为人工合成色素和天然色素两类，在食品、酿造及化妆品等行业中应用广泛。研究表明几乎所有的合成色素均不能向人体提供营养物质，反而大多数合成色素对人体有不同程度的伤害如致癌、致畸、致突变等（Downham A, Collins P. Colouring ourfoods in the last and next millennium[J]. International Journal of FoodScience & Technology, 2000, 35:5–22）。与合成色素相比，天然色素具备低毒、安全等优点，正逐步受到人们的青睐。红色是喜庆、浪漫、热情的颜色，因此，红色素是目前食品工业应用最广泛的色素之一。国内外市场上对天然红色素的需求量很大，据统计，从1998年开始，仅国内天然红色素年需求量就达1.5万吨，且年增长率一直保持在10%以上。天然红色素的生产方法主要有两种：一是从天然动植物材料中提取，这种方法的缺点是成本高、产品品质稳定性差；二是利用微生物法生产，这种方法不但安全性高、工艺性能好，而且生产不受场地、季节限制，设备简单，易于实现工业化大生产。

甜菜红色素是一种水溶性的含氮色素，属吡啶衍生物，因最早发现于甜菜根中而得名。甜菜红色素包括甜菜苷（betanin）、异甜菜苷（isobetanin）、甜菜素（betanidin）以及异甜菜素（isobetanidin）等。天然甜菜红色素是一种具有药用价值的色素，其具有抗癌、抗氧化性、降血脂等作用。研究表明，甜菜红色素作为抗氧化剂，可以通过抑制氧化反应来控制人类的多种退化性疾病（Kanner J, Harel S, Granit R. Betalains--a new class ofdietary cationized antioxidants[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry,2001, 49: 5178-5185）。Murthy等发现甜菜色素具有清除自由基的功能，并且能够降低糖尿病病人的血糖以及血脂（Murthy KNC, Manchali S. Anti- diabetic potentials ofred beet pigments and other constituents. Red Beet Biotechnology: Springer,2012. p:155-174）。1998年，甜菜红色素正式列入国家批准允许使用的食用天然色素名录（食品添加剂使用卫生标准，GB2760-1996）。甜菜红色素存在于石竹目植物中，包括藜科、苋科及仙人掌科等（吴则东, 胡晓航, 吴玉梅,等. 甜菜红色素提取工艺研究进展[J]. 中国农学通报, 2015, 31: 254-258）。自然界的微生物中，只有极少数高等真菌中积累甜菜红色素, 如毒蝇鹅膏菌（Amanita muscaria) (Girod PA, Zryd JP. Biogenesis ofbetalains: Purification and partial characterization of dopa 4,5-dioxygenasefrom Amanita muscaria[J]. Phytochemistry, 1991, 30:169-174），但这些真菌因产生毒素，且色素只在菌伞上出现等原因，不适于用来发酵生产甜菜红色素。故目前甜菜红色素主要从植物中提取获得，如史淑芝等利用水萃取法和盐酸浸提法提取红甜菜中的甜菜红色素（史淑芝, 程大友, 高兴武,等. 不同品系食用红甜菜的红色素提取[J]. 食品工业科技, 2007, 28: 174-175）。Sanchez-Gonzalez等从一种称作Opuntidajoconostle的墨西哥梨果仙人掌果实中提取甜菜色素和甜菜苷（Sanchez-Gonzalez N, Jaime-Fonseca MR,San ME, et al. Extraction, stability, and separation of betalains fromOpuntia joconostle cv. using response surface methodology[J]. Journal ofAgricultural & Food Chemistry, 2013, 61:11995-12004）。Castellanos-Santiago等利用水和缓冲溶液从仙人掌和红甜菜中提取甜菜红色素（Castellar R, Obón JM, MercedesAA, et al. Color properties and stability of betacyanins from opuntia fruits[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2003, 51: 2772-2776）。