一株降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌及其应用

本发明涉及一株降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌及其应用，属于生物发酵技术与烟草香精香料交叉领域。

背景技术：

1、烟草是我国财政的重要支柱之一。要“攻克影响烟叶香气质、香气量的关键技术”，缩小与国外烟叶质量差距，以提高国内外市场竞力。

2、烟用香精香料是专供各种烟草制品加香矫味使用的一种添加剂。烟用香精香料技术是烟草行业的核心技术之一。通过近年的研究，国内在烟用香精香料技术方面取得了一定成绩，对形成中式卷烟香气和吃味特征做出了贡献。烟用香料一般分为天然烟用香料和人工合成烟用香料。天然烟用香料在加入卷烟后经燃烧裂解能释放出香气香味，在卷烟生产中占据着非常重要地位。

3、随着中国烟草工业的快速发展、大品牌的形成、卷烟减害降焦的要求、以及烟草品类的进一步完善，对高品质天然烟用香精香料的需求与日俱增，天然香料资源日渐短缺，市场价格比较昂贵。微生物发酵生产天然香料具有发酵周期短、发酵效率高、低成本、高收益、环境友好等优势，能够满足天然香料工业的需求。

技术实现思路

1、本发明旨在从酒曲与烟草混合发酵液中筛选得到一株能高效降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌，并将其应用于烟用香料制备和烟草发酵中，从而高效利用烟草中的类胡萝卜素，形成许多独特的香气活性物质，增加烟叶的香气品质。

2、本发明提供了一株能高效降解类胡萝卜素并产生多种香气活性物质的巴氏葡萄球菌(staphylococcus pasteuri)jl-8，所述巴氏葡萄球菌s.pasteuri jl-8已于2022年6月13日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国，武汉，武汉大学，保藏编号为cctcc no:m2022871。

3、所述巴氏葡萄球菌jl-8具有如下生物学特性：革兰氏阳性菌，菌落大小中等，呈圆球形，黄色凸起，菌落比较光滑，边缘整齐；在lb液体培养基中，培养液澄清但有黄色沉淀。

4、本发明还提供了含有所述巴氏葡萄球菌jl-8的微生物制剂。

5、在一种实施方式中，所述微生物制剂中巴氏葡萄球菌jl-8的含量≥1×107cfu/g，或≥1×107cfu/ml。

6、本发明还提供培养所述巴氏葡萄球菌jl-8的方法，是将所述巴氏葡萄球菌jl-8在培养基中，于28～32℃培养至少12h。

7、在一种实施方式中，所述方法是高密度培养，具体步骤为：将所述巴氏葡萄球菌jl-8在lb液体培养基中活化，30℃ 150r/min培养12h,按1％(v/v)转接至100ml lb液体培养基扩大培养12h，经15000g冷冻离心10min制备菌体浓度≥1×108cfu/ml的高密度菌液。

8、本发明还提供所述巴氏葡萄球菌jl-8在降解β-胡萝卜素中的应用。

9、在一种实施方式中，所述应用是将所述巴氏葡萄球菌jl-8在含β-胡萝卜素的环境中培养。

10、本发明还提供了应用所述巴氏葡萄球菌jl-8制备烟用香料的方法，是将所述巴氏葡萄球菌jl-8接种于烟草培养基中进行发酵；所述烟草培养基是将烟叶粉碎后与水混合配制而成。

11、在一种实施方式中，所述烟草培养基是将烟叶粉碎后按质量比1:10加入水中。

12、在一种实施方式中，所述的烟草包括烟叶、烟梗或烟末；优选为烟叶。

13、在一种实施方式中，所述方法包括如下步骤：将菌种活化、扩大培养后，制备高密度菌液，按2％(v/v)接种于烟草培养基进行发酵。

14、在一种实施方式中，所述高密度菌液中巴氏葡萄球菌jl-8的浓度≥1×108cfu/ml。

15、本发明还要求保护所述方法制备的烟用香料。

16、在一种实施方式中，所述烟用香料含有β-紫罗兰酮、大马酮、苯乙醇等成分。

17、本发明还提供了将所述烟用香料应用于卷烟生产的方法，所述方法是在卷烟制丝加料阶段，将制备的烟用香料按10～20ml/kg的添加量喷洒在预先平衡好的烟丝上。

18、在一种实施方式中，在卷烟制丝加料阶段，将所述烟用香料喷洒在烟丝上，添加量为10～20ml/kg；其中，烟丝平衡条件为：温度22±1℃,相对湿度65％±2％，平衡至少24h。

19、有益效果：

20、(1)本发明提供了一株能够高效降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌jl-8，该菌株对β-胡萝卜素降解率达60％以上，可降解类胡萝卜素产生二氢猕猴桃内酯、β-大马酮、突厥烯酮等致香成分，与产香酵母相比，其种类更丰富，相对含量更高。

21、(2)本发明提供了应用巴氏葡萄球菌jl-8制备烟用香料的方法，使发酵后的香料具有天然香料的香味，通过gc-ms检测证明制备的香料中含有β-紫罗兰酮、大马酮、苯乙醇等主要的烟草致香成分；将该香料添加到卷烟中进行评吸，具有良好的提质增香效果。

22、(3)本发明原料价格低廉，来源丰富；所用菌株易于保存，易于活化和发酵；生产工艺简单、操作容易、成本低廉，便于实现大规模工业化生产，具有良好的开发应用前景。

23、生物材料保藏

24、巴氏葡萄球菌(staphylococcus pasteuri)jl-8，分类命名为staphylococcuspasteuri，已于2022年6月13日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国，武汉，武汉大学，保藏编号为cctcc no:m 2022871。

技术特征：

1.一株巴氏葡萄球菌(staphylococcus pasteuri)jl-8，已于2022年6月13日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no:m 2022871。

2.含有权利要求1所述巴氏葡萄球菌jl-8的微生物制剂。

3.根据权利要求2所述的微生物制剂，其特征在于，所述微生物制剂中巴氏葡萄球菌jl-8的含量≥1×107cfu/g或1×107cfu/ml。

4.培养权利要求1所述巴氏葡萄球菌jl-8的方法，其特征在于，将所述巴氏葡萄球菌jl-8在培养基中，于28～32℃培养至少12h。

5.权利要求1所述的巴氏葡萄球菌jl-8或权利要求2～3任一所述的微生物制剂在降解β-胡萝卜素中的应用。

6.一种制备烟用香料的方法，其特征在于，将权利要求1所述的巴氏葡萄球菌jl-8接种于烟草培养基中进行发酵；所述烟草培养基是将烟叶粉碎后与水混合配制而成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将菌种活化、扩大培养后，制备高密度菌液，再将高密度菌液接种于烟草培养基进行发酵。

8.应用权利要求6或7所述方法制备的烟用香料。

9.权利要求8所述的烟用香料在卷烟生产中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在卷烟制丝加料阶段将所述烟用香料按10～20ml/kg的添加量喷洒在预先平衡好的烟丝上。

技术总结
本发明公开了一株降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌及其应用，属于生物发酵技术与烟草香精香料交叉领域。本发明提供了一株能够降解类胡萝卜素的巴氏葡萄球菌JL‑8，该菌株对β‑胡萝卜素降解率达60％以上，将该菌株应用于烟用香料的制备，可使发酵后的香料具有天然香料的香味，含有β‑紫罗兰酮、大马酮、苯乙醇等主要的烟草致香成分，具有良好的提质增香效果。本发明提供的方法原料价格低廉，来源丰富；所用菌株易于保存，易于活化和发酵；生产工艺简单、操作容易、成本低廉，便于实现大规模工业化生产，具有良好的开发应用前景。

技术研发人员：李晓敏,李诚昊,兰佳鑫,姬淑洁,陆健
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14