一种食品功能因子γ-氨基丁酸的制备方法技术

一种食品功能因子γ－氨基丁酸的制备方法，具体涉及利用微生物生物转化制备γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）的一种方法，属于食品生物技术领域。用乳酸菌或者乳酸菌和酵母菌混用作为菌种，以Ｌ－谷氨酸钠为转化底物，添加碳源、氮源以及无机盐组成发酵培养基，利用发酵法生物转化制备γ－氨基丁酸。所选乳酸菌在ＭＲＳ、ＰＹＧ培养基中，２５℃～４０℃条件下培养时，生长良好，可作为种子培养液。发酵生产时，培养基适宜的碳源采用葡萄糖，氮源可选用玉米浆、酵母膏、脱脂花生饼粉、脱脂棉籽饼粉、脱脂豆粕粉、米糠、酪蛋白等中的一种或者几种混用。发酵后经检测，γ－氨基丁酸在发酵液中的浓度高达３００～５００ｍｇ／１００ｍｌ。本发明专利技术所得产品安全可靠，具有很高的生理功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种食品功能因子γ-氨基丁酸的制备方法，具体涉及微生物生物转化制备γ-氨基丁酸的一种方法，属于食品生物

技术介绍
γ-氨基丁酸(GABA)是一种天然存在的活性氨基酸，在动物体的脑、脊髓和肝脏等器官内分布较为集中，植物界也有广泛的分布。动物体内，GABA作为重要的神经递质，具有降血压、改善脑部血液循环、精神安定、健肾利肝和抑制大肠癌变、改善脂质代谢等生理活性。富含GABA的食品具有很好的免疫保健作用，可以作为一种功能性食品，其研究开发也因此受到重视。据报道，日本开发的GABA茶有很好的保健功能，动物实验表明它能安全而显著的降低小白鼠原发性高血压。临床实验也表明，富含GABA米胚芽食品对失眠、焦虑等更年期综合症有突出的改善作用。GABA的制备方法除化学合成法外，主要是通过微生物酶作用于底物L-谷氨酸的生物转化制备方法。有报道利用黄芪毛根组织培养生产GABA，但产率较低。大肠杆菌具有很高的谷氨酸脱羧酶活性，定量测定谷氨酸就是以大肠杆菌脱羧酶的专一性反应为基础。因而有较多的报道提出利用大肠杆菌细胞固定化生产GABA，能够得到较高生物转化率，但是如果利用大肠杆菌制备GABA用于食品，必然存在安全卫生方面的隐患，不能达到食品卫生的高要求。最近，有报道指出，乳酸菌、曲霉菌等微生物的耐酸生长机制与他们含有的谷氨酸脱羧酶活力有关，如短乳杆菌、植物乳杆菌、酵母菌等可能具有谷氨酸脱羧酶活力。同时，乳酸菌、酵母菌、曲霉菌是几类广泛用于食品工业的重要微生物，特别是乳酸菌是一类公认为安全的微生物，容易达到食用级的要求，并且这一类菌的免疫疗效和营养功能已经进行了广泛而深入的研究，有肯定疗效和功能，例如乳酸菌对调节人体微循环、提高免疫力有重要作用，对抑制有害菌群的增殖也有显著的效果，等等。因此，利用乳酸菌等进行富含GABA食品的开发，具有很好的前景，国内尚无相关研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种食品功能因子γ-氨基丁酸的制备方法，具体内容涉及利用乳酸菌、酵母菌生物转化制备γ-氨基丁酸的一种方法。本专利技术所述一种γ-氨基丁酸的制备方法，是用乳酸菌(Lactobacillusplantarum，Streptococcus lactis，Lactococcus lactis，Lactobaciltuscasei)或乳酸菌和酵母菌(Saccharomyces sp)混用作为菌种，以L-谷氨酸钠(L-MSG)为转化底物，采用适当碳源和氮源以及无机盐组成发酵培养基，发酵法生物转化制备γ-氨基丁酸。菌种植物乳杆菌Lactobacillus piantarum AS1.550，植物乳杆菌Lactobacillus plantarum AS1.557，植物乳杆菌Lactocbacillusplantarum CNIFFI6003，植物乳杆菌Lactocbacillus plantarumCNIFFI6014，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6015，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6016，乳酸链球菌Streptococcuslactis CNIFFI6034，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6036，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6048，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6017，乳酸链球菌Streptococcus lactisCNIFFI6018，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6021，乳酸链球菌Streptococcus lactis CNIFFI6023，乳酸乳球菌乳脂亚种Lactococcus lactis subsp cremoris AS1.9，干酪乳杆菌干酪亚种Lactobacillus casei subsp casei AS1.539。酵母菌商品安琪高活性干酵母(高糖型)，湖北安琪酵母股份有限公司。以上菌种均已公开，AS编号表示(China General MicrobiologicalCulture Collection Center(CGMCC)，Institute of Microbiology，Chinese Academy of Science；中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心)，其后编号代表保藏编号。CNIFFI编号表示(China NationalInstitute of Food & Fermentation Industries；中国微生物菌种保藏委员会工业微生物菌种保藏管理中心)，其后编号代表保藏编号。有关内容详见2002年3月出版的《食品与发酵工业》第二十七卷(2001年增刊)中国工业微生物菌种目录，第IV页，第11页，第13页。安琪高活性干酵母，为市售商品，详见湖北宜昌安琪酵母股份有限公司产品目录。本专利技术采用的以上菌种在江南大学食品学院食品科学研究室有保藏，对应保藏编号为SYFS1.001，SYFS1.002，SYFS1.003，SYFS1.004，SYFS1.005，SYFS1.006，SYFS1.007，SYFS1.008，SYFS1.009，SYFS1.010，SYFS1.011，SYFS1.012，SYFS1.013，SYFS1.014，SYFS1.015。(注SYFS编号为江南大学食品学院食品科学研究室菌种保藏编号，菌种来源皆为以上提及机构)用单一的乳酸菌作菌种时，选用SYFS1.008，SYFS1.009效果较好。用乳酸菌和酵母菌混用作菌种，则酵母菌与各乳酸菌种均能配合混用。因酵母菌发酵生长时能水解蛋白产生L-谷氨酸，故发酵时底物L-谷氨酸钠可少用或不用，若仍用相同量的L-谷氨酸钠底物，则转化效果会更好，使用混用菌种时，则其反应机理就较为复杂。选用混用菌种时，先分别进行种子培养，然后同时接种入发酵培养基中混合进行发酵。培养基琼脂斜面保藏培养基(％)酵母膏1.0％，葡萄糖1.5％，碳酸钙1.5％，琼脂1.5％。24#乳酸菌培养基(％)牛肉膏0.5％，酵母膏0.5％，葡萄糖1.0％，乳糖0.5％，蛋白胨1.0％，NaCl0.5％，琼脂2.0％，pH6.8。PY基础培养基(％)内含蛋白胨0.5％，胰胨(Tryptone)0.5％，酵母提取物1.0％，盐溶液4.0ml/1 00ml，(盐溶液g/1000ml含CaCl2，0.2；MgSO4·7H2O，0.48；K2HPO4，1.0；KH2PO4，1.0；NaHCO3，10.0；NaCl，2.0)，pH6.8。发酵种子培养基MRS液体培养基。GYP发酵培养基(％)葡萄糖1.0％，酵母膏1.0％，蛋白胨0.5％，乙酸钠0.2％，L-MSG1.0％，MgSO4·7H2O20ppm，MnSO4·4H2O1ppm，NaCl1ppm，FeSO4·7H2O1ppm，pH6.8。制备工艺菌种保存所选菌种根据要求分别在琼脂斜面保藏培养基、24#乳酸菌培养基上传代，冰箱4℃保存，2～4周转接一次，使用前活化2次。种子培养在GYP发酵培养基或者MRS液体培养基中进行，发酵前经2次传代，培养16小时。发酵培养16小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种γ－氨基丁酸的制备方法，其特征是用乳酸菌（ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌａｎｔａｒｕｍ，ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ，Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ，Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃａｓｅｉ）或乳酸菌和酵母菌（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｓｐ）混用作为菌种，以Ｌ－谷氨酸钠（Ｌ－ＭＳＧ）为转化底物，采用适当碳源和氮源以及无机盐组成发酵培养基，发酵法生物转化制备γ－氨基丁酸， Ａ．菌种 采用单一乳酸菌或乳酸菌和酵母菌混用作为菌种， Ｂ．培养基 琼脂斜面保藏培养基（％）：酵母膏１．０％，葡萄糖１．５％，碳酸钙１．５％，琼脂１．５％， ２４＃乳酸菌培养基（％）：牛肉膏０．５％，酵母膏０．５％，葡萄糖１．０％，乳糖０．５％，蛋白胨１．０％，ＮａＣｌ ０．５％，琼脂２．０％，ｐＨ６．８， ＰＹ基础培养基（％）：内含蛋白胨０．５％，胰胨（Ｔｒｙｐｔｏｎｅ）０．５％，酵母提取物１．０％，盐溶液４．０ｍｌ／１００ｍｌ，（盐溶液ｇ／１０００ｍｌ含ＣａＣｌ↓［２］，０．２；ＭｇＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ，０．４８；Ｋ↓［２］ＨＰＯ↓［４］，１．０；ＫＨ↓［２］ＰＯ４，１．０；ＮａＨＣＯ↓［３］，１０．０；ＮａＣｌ，２．０），ｐＨ６．８， 发酵种子培养基：ＭＲＳ液体培养基， ＧＹＰ发酵培养基（％）：葡萄糖１．０％，酵母膏１．０％，蛋白胨０．５％，乙酸钠０．２％，Ｌ－ＭＳＧ１．０％，ＭｇＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ ２０ｐｐｍ，ＭｎＳＯ↓［４］.４Ｈ↓［２］Ｏ １ｐｐｍ，ＮａＣｌ １ｐｐｍ，ＦｅＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ １ｐｐｍ，ｐＨ６．８， Ｃ．制备工艺 菌种保存：所选菌种根据要求分别在琼脂斜面保藏培养基、２４＃乳酸菌培养基上传代，冰箱４℃保存，２～４周转接一次，使用前活化２次， 种子培养：在ＧＹＰ发酵培养基或者ＭＲＳ液体培养基中进行，发酵前经２次传代，培养１６小时， 发酵：培养１６小时的种子培养液离心收集菌体，用无菌水制成菌体悬浮液（～１０↑［９］ＣＦＵ／ｍｌ），以０．２％～２．０％的接种量，接入添加不同碳源和氮源的ＰＹ基础培养基中，２５０ｍｌ三角瓶中的装液量为５０ｍｌ，碳源分别为葡萄糖，麦芽糖，可溶性淀粉，以及它们与Ｌ－谷氨酸钠（Ｌ－ＭＳＧ）的混合物，添加水平０．５％～３％，氮源分别为蛋白胨、胰胨、酪蛋白、酪蛋白磷酸肽（ＣＰＰ）、脱脂豆粕粉，玉米浆、酵母膏、脱脂花生饼粉、脱脂棉籽饼粉...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江波，许时婴，许建军，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]