一种生物酶催化合成γ-氨基丁酸亚铁的制备方法技术

一种生物酶催化合成γ

【技术实现步骤摘要】
一种生物酶催化合成
γ
‑
氨基丁酸亚铁的制备方法


[0001]本专利技术属于食品级γ
‑
氨基丁酸亚铁制备领域，具体地说是一种生物酶催化合成γ
‑
氨基丁酸亚铁的制备方法。

技术介绍

[0002]铁是人体必需微量金属元素之一，广泛的分布在人体中的血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、催化酶中是人体不可缺少的物质。据世卫组织调查全球约有20亿贫血患者，尤其中婴儿、老年人、青少年及育龄期妇女贫血患病率较高。铁营养强化剂的发展经历了三个阶段：无机亚铁盐、有机亚铁盐及氨基酸亚铁。第一代的无机亚铁盐吸收率低、副作用多、且铁腥味严重，第二代有机亚铁盐比第一代吸收利用率普遍提高，但易引起肠道的不良反应，应用也受到了一定的限制。第三代氨基酸亚铁具有高生物利用率、高稳定性、高吸收率、安全无毒及双重营养的优点逐渐被人们所熟知。
[0003]γ
‑
氨基丁酸(Gamma
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aminobutyric acid，GABA)是一种人体中天然存在的、非蛋白组成的活性氨基酸。随着生活质量的提高，人们对于食品的要求已不满足于单纯追求营养价值及口味，开始追求对生活习惯病等具有预防效果、提高健康水平、改善生活品质等功能的食品。γ
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氨基丁酸具有多种生理功效是一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。γ
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氨基丁酸作为活性因子，具有降低血压、抗除抑郁、增强脑功能和长期记忆、利尿、强肝、健肾等生理活性，在功能食品方面大有作为。
[0004]γ
‑
氨基丁酸亚铁目前在只有专利号为：CN102550830B，名称为：γ
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氨基丁酸络合物的应用及制备方法，其是应用于饲料领域，但是未见在食品领域合成使用。由于动物和人体的吸收机制不同，且人体对安全性要求更高，因此，动物用γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法不适用于食品γ
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氨基丁酸亚铁的制备；且其采用的事化学合成法，步骤较多，而且副产物多，产品纯化困难，一般只能满足实验室少量制备要求，不适用工业化生产，因此，急需寻找一种新的、高效、绿色的γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法的制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，用以解决现有技术中的缺陷。
[0006]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一：谷氨酸脱羧酶(GAD)的培养制备
[0009]将大肠杆菌在LB培养基培养发酵，发酵液经离心得湿菌体，在2
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8℃温度下保存备用；
[0010]步骤二：γ
‑
氨基丁酸亚铁的催化转化；
[0011]将步骤一所得湿菌体加入到转化液中，在PH为5,温度为45℃的条件下酶促反应2h，反应结束后过滤得粗滤液；
[0012]步骤三：脱色纯化得γ
‑
氨基丁酸亚铁产物
[0013]将步骤二所得粗滤液依次经过活性碳纤维过滤器和精密过滤器过滤得精滤液；将精滤液进行喷雾干燥得γ
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氨基丁酸亚铁产物。
[0014]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤一中的LB培养基中溶剂为去离子水，其中包括如下物质：酵母粉5g/L，蛋白胨10g/L，氯化钠10g/L。
[0015]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤一中大肠杆菌的添加量为：2
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6g/L。
[0016]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤一中大肠杆菌在LB培养基的发酵温度为：28
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45℃；发酵时间为18
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24h。
[0017]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤二中的转化液的溶剂为去离子水，其中包括如下物质：葡萄糖30.0g/L，蛋白胨30g/L，磷酸二氢钾0.6g/L,磷酸吡哆醇0.3g/L,硝酸钠3g/L，七水硫酸镁0.5g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L,谷氨酸8g/L，还原铁粉1.5g/L，双氧水0.5g/L,卡那霉素0.05g/L。
[0018]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的培养基和转化液使用时需要在121℃的温度和0.1MPa的压强下灭菌20min。
[0019]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤二中双氧水的加入加入为了活化还原铁粉促进γ
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氨基丁酸亚铁的催化转化，其原理为：
[0020]H2O2+2H
+
+2e＝2H2O
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Eθ＝1.77V
[0021]Fe
2+
+2e＝Fe
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Eθ＝
‑
0.440V
[0022]Fe
3+
+3e＝Fe
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Eθ＝0.311V。
[0023]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤三中活性碳纤维过滤器中的活性碳纤维的层数为20
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80层。
[0024]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤三中精密过滤器的的孔径为0.1
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0.22μm。
[0025]如上所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，所述的步骤三中喷雾干燥进风温度200
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240℃，出风温度110
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125℃。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术在γ
‑
氨基丁酸亚铁制备过程中，通过生物酶催化合成，是一种绿色无污染的合成之路，同时降低了生产成本，提高了生产效率，条件温和，操作简单，且副产物少，适用于工业化生产。
[0028]2、本专利技术制备的γ
‑
氨基丁酸亚铁过程中溶剂均为去离子水无有机溶剂残留，产品收率高，纯度好，作为营养强化剂安全可靠。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：谷氨酸脱羧酶的培养制备将大肠杆菌在LB培养基培养发酵，发酵液经离心得湿菌体，在2
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8℃温度下保存备用；步骤二：γ
‑
氨基丁酸亚铁的催化转化；将步骤一所得湿菌体加入到转化液中，在PH为5,温度为55℃的条件下酶促反应2h，反应结束后过滤得粗滤液；步骤三：脱色纯化得γ
‑
氨基丁酸亚铁产物将步骤二所得粗滤液依次经过活性碳纤维过滤器和精密过滤器过滤得精滤液；将精滤液进行喷雾干燥得γ
‑
氨基丁酸亚铁产物。2.根据权利要求1所述的一种生物酶催化合成γ
‑
氨基丁酸亚铁的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的LB培养基中溶剂为去离子水，其中包括如下物质：酵母粉5g/L，蛋白胨10g/L，氯化钠10g/L。3.根据权利要求1所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中大肠杆菌的添加量为：2
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6g/L。4.根据权利要求1所述的一种生物酶催化合成γ
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氨基丁酸亚铁的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中大肠杆菌在LB培...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯辉，冯宝，梁占稳，常义宁，王泉圣，
申请(专利权)人：河北力维素科技有限公司，
类型：发明
国别省市：