本技术涉及生物医药技术,特别是一种嗜热链球菌Streptococcus thermophilus 17,该菌株能转化稀有人参皂苷。
背景技术
人参为传统名贵药物,药用历史悠久。现代研究表明,人参皂苷是人参的重要药效物质,具有显著的药理活性。研究显示,人参皂苷在体内生物酶和肠道菌的作用下代谢成为含糖更少、分子量更小的Rg3
、Rg5
、Rh2
、Rh3
、CK、原人参二醇、Rg2
、Rh1
、原人参三醇等次级皂苷。因为这些次级皂苷在人参中含量极低或自然条件下并不产生,又被称为稀有人参皂苷。相比于天然人参皂苷,稀有人参皂苷因为去糖基化,使得人参皂苷体积更小,渗透性更高、更易通过细胞膜,生物利用度更高,是人参发挥医疗保健功能的主要活性形式。但是由于个体肠道内微生物的差异,稀有人参皂苷在体内的转化效率不尽相同,所以在体外将人参皂苷转化为更有利于人体吸收的稀有人参皂苷,减少人为因素导致的个体差异,对于提高人参的利用效率,保证药效的充分稳定的发挥至关重要。
国内外学者主要通过物理法、化学法或生物法制备稀有人参皂苷。物理法主要是通过加热使天然人参皂苷发生去糖基化反应,形成稀有人参皂苷。但物理法转化皂苷存在反应温度高、能耗大、皂苷含量低等问题。化学法转化人参皂苷包括酸解法和碱解法。人参皂苷母核结构上3位和20位糖苷键具有不平衡性,中性条件下3位糖苷键容易断裂,酸或碱性条件下20位糖苷键容易断裂,因此采用化学法很难有效精准控制糖苷键的断裂,容易生成副产物,并且反应过程中存在反应剧烈、水解程度难以掌控、纯化困难、环境污染等问题。生物转化是利用微生物或酶作为催化剂来实现转化的过程。生物转化因其区域选择性好和反应温和专一,因而在制备稀有人参皂苷方面具有独特优势。酶法转化可使用商品酶制剂,操作简便,但价格昂贵,存在酶源不便、成本高的问题,因此应用受到限制。微生物转化主要是利用肠道菌、食品级微生物、土壤微生物、植物内生菌等进行转化。由于微生物本身是指数型生长,发酵速度快;不需对酶进行分离纯化,比酶法转化更方便;生产成本低于物理转化和化学转化法。
益生菌是一种通过改善肠道微生物平衡从而对宿主施加有益影响的微生物添加物,它们对机体有多种其它正常生理菌群无法比拟的生理作用,包括:调整肠道菌群;提高蛋白质和维生素的代谢;防止便秘;产生抗菌素;缓解乳糖不耐症;治疗肝损伤;降低结肠癌的发病率;抗肿瘤;增强免疫系统;降低胆固醇;治疗泌尿系统感染等。但目前益生菌转化人参皂苷存在转化途径有限的问题,即单一益生菌或益生菌的组合物无法转化生成部分稀有人参皂苷,如保加利亚乳杆菌不能转化生成稀有人参皂苷Rh2
和F2
,植物乳杆菌581不能转化生成稀有人参皂苷Rh2
,植物乳杆菌atcc8014、植物乳杆菌wcsf1、乳酸乳球菌atcc11454、乳酸乳球菌nz3900和德式乳杆菌的一种或它们组合使用未能转化获得稀有人参皂苷F2
和CK。同时,嗜热链球菌是制备发酵乳制品常用的益生菌,但目前尚未见嗜热链球菌可以转化生成稀有人参皂苷的报道。因此进一步开发利用益生菌特别是嗜热链球菌转化人参皂苷不仅可以获得高活性的稀有人参皂苷,同时其发酵液中不存在对人体和自然界有害的物质,可直接用于药品或食品的生产,减少生物污染的发生。
实现思路