CN109609395B - 毛榛毕赤酵母及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种毛榛毕赤酵母及其应用。本发明的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)，保藏编号为CGMCC No.14814。本发明的毛榛毕赤酵母能够用于提高原料中皂苷和/或有机酸，可以采用该毛榛毕赤酵母对原料进行发酵，其中原料可以选自人参属植物和水果中的至少一种。利用本发明的毛榛毕赤酵母对原料进行发酵，能够提高发酵制品中皂苷和/或有机酸的含量。

Description

毛榛毕赤酵母及其应用
技术领域
本发明涉及一种酵母，具体涉及一种毛榛毕赤酵母及其应用。
背景技术
皂苷(Saponin)是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，主要分布于陆地高等植物中，人参、甘草、柴胡等中草药中均含有皂苷。人参皂苷(Ginsenoside)是一种固醇类化合物，包括Rg1、Rg2、Rg3、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rf等，具有相似的基本结构，均含有由30个碳原子排列成四个环的甾烷类固醇核，主要存在于人参属药材中。
人参皂苷具有多种生理功能，其中Rg1可快速缓解疲劳、改善学习记忆、延缓衰老，具有兴奋中枢神经作用、抑制血小板凝集等作用；Rg2具有抗休克作用，能快速改善心肌缺血和缺氧，可用于治疗和预防冠心病；Rb2具有促进DNA及RNA的合成、抑制中枢神经、降低细胞内钙、抗氧化、清除体内自由基和改善心肌缺血再灌注损伤等作用；Rc具有抗疲劳、舒张血管、抑制癌细胞等功能；Rd是原人参二醇型皂苷，具有保护心血管及神经、抗炎等功效；Rf具有减慢心率和双相性血压(先升后降)、抗疲劳等作用。
有机酸是具有酸性的有机化合物，在中草药的叶、根、果实中广泛分布，主要包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、苹果酸、酒石酸、草酸、柠檬酸等。许多有机酸能够直接参与生物化学反应，其中有些有机酸具有抑菌、消炎、抗病毒、抗突变、抗癌等作用；有些能够增加冠状动脉血流量、抑制脑组织脂质过氧化物生成、软化血管、促进钙、铁元素的吸收；还有些具有帮助胃液消化脂肪和蛋白质、具有预防疾病和促进新陈代谢作用，从而有益于人体的健康。
目前，皂苷及有机酸在中草药及水果中的含量相对较低，因此期待一种能够提高皂苷和/或有机酸含量的方法。
发明内容
本发明提供一种毛榛毕赤酵母及其应用，利用该毛榛毕赤酵母对原料进行发酵，能够提高发酵制品中皂苷和/或有机酸的含量。
本发明提供一种毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)，保藏编号为CGMCCNo.14814。
本发明的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)的表型特征为：菌落乳白色，凸起，奶油状，边缘整齐，细胞圆形、卵圆形，芽殖。
本发明的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)为自主通过可培养方法从自然发酵果蔬酵素中分离筛选获得，利用26S rRNA基因序列系统发育学分析，结合表型特征确定了分类学地位。
本发明的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)的生长条件可以为常规条件，生长条件例如可以为：生长温度25-30℃，好氧，生长时间24-72h。
本发明的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)能够发酵生产皂苷和/或有机酸，因此可用于相关用途。
本发明还提供上述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)在生产皂苷和/或有机酸上的应用。
本发明对上述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)在生产皂苷和/或有机酸上的应用方式不作严格限制，既可以生产包含皂苷和/或有机酸的发酵制品，还可以根据需要从该发酵制品中提取皂苷和/或有机酸，提供下游的应用。
本发明还提供一种发酵制品生产方法，采用上述毛榛毕赤酵母(Pichiamanshurica)(CGMCC No.14814)对原料进行发酵。
本发明对所述原料不作严格限制，只要是利于上述毛榛毕赤酵母(Pichiamanshurica)(CGMCC No.14814)生产皂苷和/或有机酸即可。
具体地，所述原料可以选自人参属植物和水果中的至少一种。其中，人参属植物可用于生产皂苷，特别是人参皂苷；水果可用于生产有机酸。
进一步地，所述人参属植物包括人参和西洋参等，所述水果包括葡萄、苹果、乌梅和桔子等。
在本发明的具体方案中，发酵制品生产方法可以包括如下步骤：
对所述原料进行榨汁、调浆，得到原料汁；
向每升所述原料汁中加入0-80g碳源、3-8g氮源、1-3g无机盐和5-10g碳酸钙，随后调节pH值至5.5-6.8，得到发酵培养基；
将所述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)按0.5-1％(v/v)接种至所述发酵培养基中进行发酵，得到发酵制品。
在本发明中，可采用常规方式对原料进行榨汁，从而获得原料原汁；调浆可以采用蒸馏水进行，其中可以控制原料原汁与蒸馏水的体积比为1：(1-5)，从而制得原料汁。
本发明对碳源、氮源、无机盐不作严格限制，只要适于上述毛榛毕赤酵母(Pichiamanshurica)(CGMCC No.14814)生产皂苷和/或有机酸即可。具体地，碳源可以采用蔗糖、葡萄糖、麦芽糖等中的至少一种，氮源可以采用蛋白胨、牛肉膏、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾等中的至少一种，无机盐可以采用硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等中的至少一种。
进一步地，还可向原料汁中加入碳酸钙。随着发酵的进行，菌种不断产酸，会降低pH，有可能对菌种的生长发酵产生影响；所以，可以根据需要通过加入碳酸钙，起到消耗H+、稳定pH的作用。
与常规的发酵工艺相同，本发明采用上述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)生产皂苷和/或有机酸过程也包括了菌种活化和制备种子液操作，以及将种子液接种至发酵培养基实施发酵的操作。本发明对发酵条件不作严格限制，只要适于上述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)生产皂苷和/或有机酸即可。具体地，发酵的温度可以为20-35℃，转速可以为60-150r/min，发酵周期可以为7-30天。
发明人的研究显示，利用本发明提供的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)，较于同类菌种，例如毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)标准菌株CBS209，不仅发酵产物中的皂苷和/或有机酸含量提高，而且需要的接种量可以降低，在生产效率和成本上都表现出明显的优势。
本发明还提供一种发酵制品，按照上述任一所述的发酵制品生产方法生产得到。
本发明的发酵制品中包含皂苷和/或有机酸。
进一步地，所述皂苷包括Rg1、Rf、Rg2、Rc、Rb2和Rd中的至少一种；所述有机酸包括乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、苹果酸、酒石酸、草酸和柠檬酸等中的至少一种。
本发明所述的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)，已于2017年10月16日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，其地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.14814。
本发明提供的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCC No.14814)能够发酵生产皂苷和/或有机酸，利用该毛榛毕赤酵母对原料进行发酵时，能够提高发酵制品中皂苷和/或有机酸的含量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一、制备培养基
1)基础培养基
将20.0g麦芽浸粉溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对人参进行榨汁，得到人参原汁；向人参原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制人参原汁与蒸馏水的体积比为1：3，制得人参汁。
向1L上述人参汁中加入50g蔗糖、5g蛋白胨、2g硫酸镁和8g碳酸钙，调节pH值至6.0左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌种(CGMCC No.14814)接种于上述固体基础培养基中进行活化，在好氧条件静置培养18小时左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述基础培养基中，在转速为120r/min的好氧条件下培养24小时左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.8％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为28℃左右，转速为150r/min左右，发酵周期为7天左右，得到人参发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 1842-2010中规定方法对上述人参发酵制品中的人参皂苷进行检测，结果见表1。
实施例2
一、制备培养基
1)基础培养基
将20.0g麦芽浸粉溶解于1L蒸馏水中，调节pH值至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对西洋参进行榨汁，得到西洋参原汁；向西洋参原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制西洋参原汁与蒸馏水的体积比为1：2，制得西洋参汁。
向1L上述西洋参汁中加入30g葡萄糖、8g蛋白胨、1g硫酸锰和5g碳酸钙，调节pH值至6.5左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌种(CGMCC No.14814)接种于上述固体基础培养基中进行活化，在好氧条件静置培养18小时左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述基础培养基中，在转速为120r/min的好氧条件下培养24小时左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.6％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为30℃左右，转速为120r/min左右，发酵周期为10天左右，得到西洋参发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 1842-2010中规定方法对上述西洋参发酵制品中的人参皂苷进行检测，结果见表2。
实施例3
一、制备培养基
1)基础培养基
将20.0g麦芽浸粉溶解于1L蒸馏水中，调节pH至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对葡萄进行榨汁，得到葡萄原汁；向葡萄原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制葡萄原汁与蒸馏水的体积比为1：5，制得葡萄汁。
向1L上述葡萄汁中加入8g蛋白胨、3g磷酸氢二钾和10g碳酸钙，调节pH至6.8左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌种(CGMCC No.14814)接种于上述固体基础培养基中进行活化，在好氧条件静置培养18小时左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述基础培养基中，在转速为120r/min的好氧条件下培养24小时左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.5％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为32℃左右，转速为100r/min左右，发酵周期为15天左右，得到葡萄发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述葡萄发酵制品中的有机酸进行检测。
实施例4
一、制备培养基
1)基础培养基
将20.0g麦芽浸粉溶解于1L蒸馏水中，调节pH至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对桔皮进行榨汁，得到桔皮原汁；向桔皮原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制桔皮原汁与蒸馏水的体积比为1：1，制得桔皮汁。
向1L上述桔皮汁中加入20g麦芽糖、5g氯化铵、2g磷酸二氢钾和5g碳酸钙，调节pH至6.0左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌种(CGMCC No.14814)接种于上述固体基础培养基中进行活化，在好氧条件静置培养18小时左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述基础培养基中，在转速为120r/min的好氧条件下培养24小时左右，得到种子液。
3)发酵
按照1％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为30℃左右，转速为120r/min左右，发酵周期为20天左右，得到桔皮发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述桔皮发酵制品中的有机酸进行检测。
实施例5
一、制备培养基
1)基础培养基
将20.0g麦芽浸粉溶解于1L蒸馏水中，调节pH至6.8，制得基础培养基(制备固体培养基时，加入20g琼脂)。
2)发酵培养基
对剖皮的桔肉进行榨汁，得到桔肉原汁；向桔肉原汁中加入蒸馏水进行调浆，控制桔肉原汁与蒸馏水的体积比为1：5，制得桔肉汁。
向1L上述桔肉汁中加入10g蔗糖、4g硝酸铵、2g硫酸锰和6g碳酸钙，调节pH至6.0左右，得到发酵培养基。
二、发酵
1)菌种活化
将保存于斜面上的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌种(CGMCC No.14814)接种于上述固体基础培养基中进行活化，在好氧条件静置培养18小时左右，得到活化菌种。
2)制备种子液
将上述活化的菌种接种于上述基础培养基中，在转速为120r/min的好氧条件下培养24小时左右，得到种子液。
3)发酵
按照0.8％(v/v)的接种量，将上述种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养，控制发酵温度为28℃左右，转速为150r/min左右，发酵周期为7天左右，得到桔肉发酵制品。
采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 2277-2012方法对上述桔肉发酵制品中的有机酸进行检测。
对照例1-5
对照例1-5以毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)标准菌株CBS 209作为对照，除采用该毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)标准菌株CBS 209替换实施例1-5中的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)菌株CGMCC No.14814，以及接种量按照以下说明改变之外，其余分别与实施例1-5相同。
对照例1中，按照0.8％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例2中，按照0.6％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例3中，按照0.5％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例4中，按照1％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例5中，按照0.8％(v/v)的接种量，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养。
对照例1-5的发酵制品的检测结果(检测方法与相应的实施例相同)分别见表1至表5。
表1实施例1和对照例1的人参发酵制品中的人参皂苷检测结果
Figure GDA0002857678090000091
表2实施例2和对照例2的西洋参发酵制品中的人参皂苷检测结果
Figure GDA0002857678090000101
注：“/”表示未检出。
表1至表2结果表明：
相对于未发酵的原料汁和利用毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)标准菌株CBS209进行发酵的发酵制品，利用本发明毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)(CGMCCNo.14814)进行发酵的发酵制品中，皂苷含量显著提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)，其特征在于，保藏编号为CGMCCNo.14814。
2.权利要求1所述的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)在提高人参属植物总皂苷含量上的应用。
3.一种发酵制品生产方法，其特征在于，采用权利要求1所述的毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)对原料进行发酵，所述发酵制品中含有皂苷，所述皂苷包括Rg1、Rf、Rg2、Rc、Rb2和Rd中的至少一种，所述原料为人参属植物。
4.根据权利要求3所述的发酵制品生产方法，其特征在于，所述人参属植物包括人参和西洋参。
5.根据权利要求3或4所述的发酵制品生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
对所述原料进行榨汁、调浆，得到原料汁；
向每升所述原料汁中加入0-80g碳源、3-8g氮源、1-3g无机盐和5-10g碳酸钙，随后调节pH值至5.5-6.8，得到发酵培养基；
将所述毛榛毕赤酵母(Pichia manshurica)按0.5-1.5％(v/v)接种至所述发酵培养基中进行发酵，得到发酵制品。
6.根据权利要求3或4所述的发酵制品生产方法，其特征在于，所述发酵的温度为20-35℃，转速为60-150r/min，发酵周期为7-30天。
7.一种发酵制品，其特征在于，按照权利要求3至6任一所述的发酵制品生产方法生产得到，所述发酵制品中含有皂苷，所述皂苷包括Rg1、Rf、Rg2、Rc、Rb2和Rd中的至少一种。
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