[发明专利]一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌

说明书

本发明公开了一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌，属于基因工程以及微生物工程技术领域。本发明以编码氨基酸透性酶CtrA的基因为目的基因，以乳酸菌为表达宿主，成功构建了一种可广泛应用于制备食品、药品、饲料以及化学品的乳酸菌工程菌；此乳酸菌工程菌在酸胁迫环境下的生存能力得到了显著提高，较对照菌株提高了35.7倍。

技术领域

本发明涉及一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌，属于基因工程以及微生物工程技术领域。

背景技术

乳酸菌是发酵葡萄糖，主要代谢终产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏阳性细菌的总称，包括乳杆菌属、魏斯氏菌属、肉杆菌属等，具有促进营养物质消化和吸收、降低血清胆固醇、调节肠道菌群平衡、激活机体免疫系统、改善食品风味和预防癌症等生理功能，在食品、医药、饲料、精细化学品等与人类生活密切相关的重要工业领域也具有重要的应用价值。

但是，在乳酸菌的工业化发酵生产以及作为益生菌在人体胃肠道系统发挥作用的过程中，不可避免的面临着来自外界环境的多种环境胁迫，包括酸胁迫、乙醇胁迫、氧胁迫、盐胁迫等，这些环境胁迫均严重限制着乳酸菌生长性能。而在乳酸菌面临的众多胁迫条件中，酸胁迫是影响其生理活性的重要胁迫条件。

酸胁迫是由乳酸菌代谢产物乳酸、乙酸等酸性物质造成的，随着菌体的代谢生长过程，酸性物质也随之产生并积累，这些积累的乳酸、乙酸等酸性物质通过被动扩散进入细胞质，由于胞内的pH通常较胞外的pH高0.5～1.0，进入胞内的乳酸、乙酸等迅速解离，导致胞内pH的快速降低，使得细胞面临严重的酸胁迫，严重影响了细胞的生理活性，大大降低了乳酸菌食品微生物制造的效率，其中，以乳酸的积累导致的酸胁迫是最重要的胁迫之一。

对于酸胁迫，为维持乳酸菌发酵生产的稳定性并提高生产效率，过去，工业上常常通过在乳酸菌发酵的过程中添加外源中和剂来维持pH处于稳定的范围，例如，通过添加碱性物质(氨水或NaOH)来控制发酵环境的pH值。然而，碱性物质的添加往往会导致副产物的积累，而副产物中形成的盐类会再次导致细胞处于高渗的环境，从而造成渗透压胁迫的产生，再次影响菌体的生长与代谢。

因此，急需获得一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是提供一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌。

[技术方案]

为解决上述问题，本发明提供了一种在酸胁迫环境下生存能力提高的乳酸菌工程菌，所述乳酸菌工程菌包含携带了编码氨基酸透性酶CtrA的基因的重组质粒。

在本发明的一种实施方式中，所述乳酸菌为乳酸乳球菌。

在本发明的一种实施方式中，所述乳酸菌为乳酸乳球菌Lactococcus lactisNZ9000。

在本发明的一种实施方式中，所述氨基酸透性酶CtrA来源于乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000。

在本发明的一种实施方式中，编码所述氨基酸透性酶CtrA的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在本发明的一种实施方式中，所述氨基酸透性酶CtrA的氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

在本发明的一种实施方式中，所述表达载体为pNZ8148。

本发明提供了一种提高乳酸菌在酸胁迫环境下生存能力的方法，所述方法为在乳酸菌中过量表达氨基酸透性酶CtrA。

在本发明的一种实施方式中，所述乳酸菌为乳酸乳球菌。

在本发明的一种实施方式中，所述乳酸菌为乳酸乳球菌Lactococcus lactisNZ9000。