高产β-葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素和栀子红色素的方法技术

高产β

【技术实现步骤摘要】
高产
β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素和栀子红色素的方法


[0001]本专利技术属于微生物
，具体涉及高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素和栀子红色素的方法。

技术介绍

[0002]栀子蓝色素和栀子红色素是一种环保、无毒、稳定的天然食品着色剂。栀子蓝色素是栀子苷经过β
‑
葡萄糖苷酶水解得到京尼平，后者与氨基酸反应得到。栀子红色素是在京尼平苷在碱性条件下水解为京尼平苷酸，后者在酶的作用下去糖为京尼平酸，与伯氨化合物在有氧条件下缩合而成。β
‑
葡萄糖苷酶是决定色素性质的关键酶。
[0003]栀子蓝色素和栀子红色素已被用于饮料、葡萄酒等食品中的添加剂。它还用于染色许多织物，包括棉花、丝绸和羊毛。除了天然色素外，它们还表现出一些其他的生物活性，如抗炎作用、抗肿瘤活性等。采用酶解法或细菌转化法制备栀子蓝和红色素是最有效方法之一。
[0004]为了满足无毒无害的生产工艺，乳杆菌是生产栀子蓝和栀子红色素的新的潜在候选者。乳杆菌用作各种发酵食品的发酵剂，已认为是安全(GRAS)菌株，表现出优异的益生菌特性。然而，目前还未使用乳酸菌制备栀子蓝色素和栀子红色素。
[0005]因此，如何筛选出新的高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌，并利用该高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌合成栀子蓝色素和栀子红色素的意义重大。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计提供高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素和栀子红色素的方法的技术方案，本申请利用高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞进行栀子蓝色素和栀子红色素的合成，安全有效，且能够有效得到高质量的色素。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术一方面提供高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其包括以下步骤：
[0009]1)高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化处理得到固定化细胞，所述高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌为植物乳植杆菌Lactiplantibacillus plantarum S3，其保藏号为CGMCC No.24649；
[0010]2)取栀子苷加入到磷酸缓冲液中，并加入谷氨酸钠和步骤1)的固定化细胞，进行反应得到栀子蓝色素。
[0011]进一步，所述的步骤1)中固定化处理包括以下步骤：
[0012]a将高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌接种到MRS培养基培养，作为种子液，利用5％种子液在MRS培养基进行扩大培养，扩大培养得到的菌液离心处理，再用无菌水洗涤，离心处理，得
到湿菌体，湿菌体加入无菌生理盐水，制备得到0.1～0.5g/mL菌悬液；
[0013]b取菌悬液与固定化溶液A和固定化溶液B进行混合反应，得到固定化细胞，所述菌悬液、固定化溶液A和固定化溶液B的体积比为1～3:10:10，所述固定化溶液A为海藻酸钠和聚乙烯醇水溶液；固定化溶液B为CaCl2和硼酸水溶液。
[0014]进一步，所述的步骤2)中栀子苷、固定化细胞与谷氨酸钠的质量比1：2：2～4，优选为1:2:2.6。
[0015]进一步，所述的步骤2)中反应温度为30℃～50℃，优选为40℃。
[0016]进一步，所述的步骤2)中反应pH值为6～8，优选为7。
[0017]进一步，所述的固定化溶液A为含2％海藻酸钠和7％聚乙烯醇的水溶液；固定化溶液B为含3％CaCl2和6％硼酸的水溶液。
[0018]本专利技术另一方面提供高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子红色素的方法，其特征在于包括以下步骤：
[0019]1)高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化处理得到固定化细胞，所述高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌为植物乳植杆菌Lactiplantibacillus plantarum S3，其保藏号为CGMCC No.24649；
[0020]2)取浓度为5％～10％的栀子苷水溶液，加入栀子苷4倍摩尔浓度的NaOH，在35℃～45℃温度下水解2～3h；
[0021]3)再步骤2)的水解溶液中加入柠檬酸钠调节pH值至4～6，加入步骤1)的与栀子苷等质量的固定化细胞及栀子苷2倍摩尔浓度的谷氨酸，在45℃～50℃条件下反应得到栀子红色素。
[0022]进一步，所述的步骤1)中固定化处理包括以下步骤：
[0023]a将高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌接种到MRS培养基培养，作为种子液，利用5％种子液在MRS培养基进行扩大培养，扩大培养得到的菌液离心处理，再用无菌水洗涤，离心处理，得到湿菌体，湿菌体加入无菌生理盐水，制备得到0.1～0.5g/mL菌悬液；
[0024]b取菌悬液与固定化溶液A和固定化溶液B进行混合反应，得到固定化细胞，所述菌悬液、固定化溶液A和固定化溶液B的体积比为1～3:10:10，所述固定化溶液A为海藻酸钠和聚乙烯醇水溶液；固定化溶液B为CaCl2和硼酸水溶液。
[0025]进一步，所述的固定化溶液A为含2％海藻酸钠和7％聚乙烯醇的水溶液；固定化溶液B为含3％CaCl2和6％硼酸的水溶液。
[0026]本专利技术利用高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌Lactiplantibacillus plantarum S3固定化细胞高效制备栀子蓝色素和栀子红色素，短时间转化效率高，同时保证了转化过程中的安全性。进一步优化反应条件，在最优反应条件下高效率生产栀子蓝、栀子红色素，可应用于天然色素工业生产中。
附图说明
[0027]图1为高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌筛选图；
[0028]图2筛选菌株的系统树；
[0029]图3为高产β
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葡萄糖苷酶乳酸S3菌株的酶活性、生长曲线图；
[0030]图4为高产β
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葡萄糖苷酶乳酸S3菌株水解栀子苷为京尼平的转化能力图；
[0031]图5为高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸S3菌株的固定化细胞；
[0032]图6为利用固定化细胞生成栀子蓝色素的影响因素分析；
[0033]图7为谷氨酸钠比例、反应温度、反应pH值，各两因素交互作用响应面图；
[0034]图8为利用固定化细胞转化栀子苷生成纸质红色素。
具体实施方式
[0035]以下结合实施例来进一步说明本专利技术。
[0036]本专利技术实施例中所用到的培养基以及试剂如下:
[0037]培养基的配方：
[0038]分离β
‑
葡萄糖苷酶活性乳酸菌的培养基基：蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母粉0.5％,K2HPO
4 0.2％，柠檬酸二铵0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其特征在于包括以下步骤：1)高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌固定化处理得到固定化细胞，所述高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌为植物乳植杆菌Lactiplantibacillus plantarum S3，其保藏号为CGMCC No.24649；2)取栀子苷加入到磷酸缓冲液中，并加入谷氨酸钠和步骤1)的固定化细胞，进行反应得到栀子蓝色素。2.如权利要求1所述的高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其特征在于所述的步骤1)中固定化处理包括以下步骤：a将高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌接种到MRS培养基培养，作为种子液，利用5％种子液在MRS培养基进行扩大培养，扩大培养得到的菌液离心处理，再用无菌水洗涤，离心处理，得到湿菌体，湿菌体加入无菌生理盐水，制备得到0.1～0.5g/mL菌悬液；b取菌悬液与固定化溶液A和固定化溶液B进行混合反应，得到固定化细胞，所述菌悬液、固定化溶液A和固定化溶液B的体积比为1～3:10:10，所述固定化溶液A为海藻酸钠和聚乙烯醇水溶液；固定化溶液B为CaCl2和硼酸水溶液。3.如权利要求1所述的高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其特征在于所述的步骤2)中栀子苷、固定化细胞与谷氨酸钠的质量比1：2：2～4，优选为1:2:2.6。4.如权利要求1所述的高产β
‑
葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其特征在于所述的步骤2)中反应温度为30℃～50℃，优选为40℃。5.如权利要求1所述的高产β
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葡萄糖苷酶乳酸菌固定化细胞合成栀子蓝色素的方法，其特征在于所述的步骤2)中反应pH值为6～8，优选为7。6.如权利要求2所述的高产β
‑
葡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，樊继开，龚金炎，宋恭帅，王丹丽，袁婷兰，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：