一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用技术

本发明专利技术涉及生物合成技术领域，具体公开了一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用。方法包括以下步骤：将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris

【技术实现步骤摘要】
一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物合成
，尤其是涉及一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用。

技术介绍

[0002]酚酸类化合物，包括对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、原儿茶酸、没食子酸、鞣花酸、丹参素、丹酚酸、迷迭香酸等，其具有优异的抗氧化、抗炎、抗菌、美白淡斑、降血脂、抗肿瘤、防治心脑血管疾病等生物活性，在医药、食品保健、化妆品、动植物营养等领域有着广泛的应用。
[0003]木质素是自然界储量最丰富的芳香族化合物，地球每年可产生6
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t左右木质素，是极具潜力的可再生碳资源。在我国工业生产中，木质素年产量超过1100万吨，部分用于燃烧供能、低值化工产品等，大量被遗弃，有效利用率不到20％，这造成生物质资源巨大浪费和生态环境污染。由于木质素本征结构中具有与酚酸类化合物相类似的结构单元，因此，以木质素为原料来制备酚酸类化合物是实现木质素废弃物高值利用的有效途径，且具有潜在技术可行性。
[0004]现有技术中，利用木质素制备酚酸类化合物多采用化学法，通过热解、气化、水解、还原和氧化等方法将木质素解聚成小分子酚类化合物，制备过程采用均相金属盐催化剂和有机溶剂，致使后续分离提取操作将产生大量废液、废渣等，造成环境污染，且生产后期污、废水处理成本高，而生物合成方法环保且经济。因此，亟待开发一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法及其应用，利用本专利技术的方法其制备得到的高活性酚酸类化合物含量较高，且制备方法具有高效率、低成本及环境友好的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法，包括以下步骤：
[0008]将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris
‑
HCl溶液中，并添加碱木质素得混合液，将混合液震荡培养，离心取上清液加入乙酸乙酯和盐酸溶液，超声提取，旋干，复溶，得到酚酸类化合物；
[0009]所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5～2(v/v)。
[0010]在本专利技术的技术方案中，将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris
‑
HCl溶液中，并添加碱木质素生物合成酚酸类化合物，其制备过程中不会导致产生大量的废液、废渣等，有利于环境的保护，并且本专利技术合成方法中原料少，成本低，效率高，有利于工业化生产。
[0011]本专利技术将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶以特定体积比复配，较好地转化木质素为酚酸类化合物，进而使得制备得到的酚酸类化合物(包括原儿茶酸、没食子酸、香草醛、丁香醛、
对羟基苯甲酸、肉桂酸、对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等高活性酚酸类化合物)含量较高(10
‑
30mg/g)，其酚酸类化合物还表现出优异的抗氧化活性和抑菌活性。
[0012]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述暹罗芽孢杆菌采用专利号为CN111040961A的暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5，保藏编号为：CCTCC M 2019885。
[0013]当暹罗芽孢杆菌采用上述的暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5时，其与漆酶复配，可以提高酚酸类化合物的含量，且酚酸类化合物具有较佳的抗氧化和抑菌性能。
[0014]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5(v/v)。
[0015]当菌液和漆酶以体积比为1:0.5(v/v)复配时，更好地转化木质素为酚酸类化合物，进而制备得到的酚酸类化合物含量可达到25.6mg/g，且酚酸类化合物的抗氧化和抑菌性能最佳，IC
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值为3.9mg/L，酚酸类化合物对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的最小抑制浓度分别为1.2500mg/mL、2.5000mg/mL和0.6250mg/mL。
[0016]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述碱木质素在混合液中的终浓度为1000mg/L。
[0017]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述暹罗芽孢杆菌菌液与Tris
‑
HCl溶液的体积比为1:1。
[0018]更优选地，Tris
‑
HCl溶液的浓度为50mM，pH 7.5。
[0019]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，将混合液于温度为20～40℃，速率为100～200r/min条件下振荡培养0.5～1天。
[0020]更优选地，将混合液于温度为30℃，速率为150r/min条件下振荡培养1天。
[0021]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述暹罗芽孢杆菌菌液的培养方法包括以下步骤：挑取暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5单菌落入LB液体培养基中预培养12～14h得预混液，将预混液于4000～5000r/min条件下离心2～5min后，再弃去上清液，留菌体用Tris
‑
HCl溶液冲洗并重悬，得到浓度为105～106CFU/mL暹罗芽孢杆菌菌液。
[0022]作为本专利技术所述利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法的优选实施方式，所述LB液体培养基包括：蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化钠10g，加蒸馏水定容至1L，pH 7.0。
[0023]第二方面，本专利技术提供了采用上述的方法制备得到的酚酸类化合物。
[0024]从功效评价实验结果上看，采用上述方法利用木质素生物合成具有高含量的酚酸类化合物，其酚酸类化合物表现较好的抗氧化活性及抑菌活性。
[0025]第三方面，本专利技术提供了上述酚酸类化合物在抑菌产品中的应用。
[0026]第四方面，本专利技术提供了上述酚酸类化合物在抗氧化产品中的应用。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1)本专利技术提供了一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法，制备方法简单，原料少，成本低，效率高，且绿色环保；
[0029]2)本专利技术将暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5菌液和漆酶以特定体积比复配，较好地转化木质素为酚酸类化合物，进而使得制备得到的酚酸类化合物(包括原儿茶酸、没食子酸、香草醛、丁香醛、对羟基苯甲酸、肉桂酸、对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等高活性
酚酸类化合物)含量较高(10
‑
30mg/g)，其酚酸类化合物还表现出优异的抗氧化活性和抑菌活性。
具体实施方式
[0030]为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用木质素生物合成酚酸类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：将暹罗芽孢杆菌菌液和漆酶接种到Tris
‑
HCl溶液中，并添加碱木质素得混合液，将混合液震荡培养，离心取上清液加入乙酸乙酯和盐酸溶液，超声提取，旋干，复溶，得到酚酸类化合物；所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5～2(v/v)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述暹罗芽孢杆菌采用专利号为CN111040961A的暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)L5，保藏编号为：CCTCC M 2019885。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述菌液和漆酶的体积比为1:0.5(v/v)。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱木质素在混合液中的终浓度为1000mg/L。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将混合液于温度为20～40℃，速率为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖盈，陈佳志，张靖雯，麦裕良，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：