论文部分内容阅读
柚皮苷（Naringin）是中药化橘红主要活性成分，柚皮素是柚皮苷脱去芸香糖基（由鼠李糖和葡萄糖组成）后形成的游离型苷元。研究表明，柚皮素具有比柚皮苷更高更广的生物学活性。利用化学方法虽能使柚皮苷的芸香糖基脱去得到柚皮素，但该方法得率较低且对环境污染较大。通过本研究，首次从人肠道菌群中分离得到4株能将柚皮苷转化为柚皮素的细菌菌株，分别命名为AUH-JLD3（KF374937）、AUH-JLD7（KF374938）、AUH-JLD104（KF374939）和AUH-JLD109（KF374940）。根据16S rDNA序列分析，结合形态学及相关生理生化特性等，将其分别鉴定为布劳特氏菌（Blautia sp.）AUH-JLD3、肠球菌（Enterococcus sp.）AUH-JLD7、拟杆菌（Bacteroides sp.）AUH-JLD104和巴氏链球菌（Streptococcus pasteurianus subsp.）AUH-JLD109。其中，除巴氏链球菌AUH-JLD109为兼性厌氧细菌外其余3株均为严格厌氧细菌。转化动态研究结果表明，所分离的4株细菌菌株均能在12h内将0.2mmol/L底物柚皮苷转化为柚皮素；转化能力测定结果显示，菌株AUH-JLD3、AUH-JLD7、AUH-JLD104及AUH-JLD109能够高效转化底物柚皮苷的最大浓度分别为0.2mmol/L（平均转化率66.7%）、0.8mmol/L（平均转化率86.5%）、0.2mmol/L（平均转化率73.7%）和1.6mmol/L（平均转化率93.2%）。因此，在分离的4株柚皮苷转化菌中，以兼性厌氧巴氏链球菌AUH-JLD109对底物柚皮苷转化能力最强。但菌株AUH-JLD109只能在价格昂贵的脑心浸液（BHI）培养基中正常生长转化。为进一步提高菌株AUH-JLD109对底物柚皮苷的转化能力，将本实验室分离保藏的大肠杆菌（Escherichia coli）AUH-D2-1与菌株AUH-JLD109进行混菌培养。研究结果表明，菌株AUH-JLD109经混合培养后在BHI培养基中能高效转化底物柚皮苷的最大浓度升高为6.4mmol/L（平均转化率为97.4%，柚皮素平均产率为89.5%）。为降低培养基成本，我们调配了价格低廉的混菌发酵培养基，并采用正交设计对混菌发酵培养基进行优化。优化后的培养基配方为：1.2%可溶性淀粉、1.5%蛋白胨、0.5%磷酸盐总量（磷酸氢二钾：磷酸二氢钾=2：1）和0.005%的硫酸铁，该优化培养基中混菌转化柚皮苷的最大底物浓度仍可达到6.4mmol/L，平均转化率95.3%，柚皮素的平均产率86.4%。优化培养基比BHI培养基成本可降低20倍左右。总之，本研究首次从人肠道菌群中分离得到4株能将柚皮苷转化为柚皮素的细菌菌株；采用混菌培养方法显著提高了巴氏链球菌AUH-JLD109对柚皮苷的转化能力，同时显著降低了培养基成本。