【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物合成，具体地，涉及一种制备γ-氨基丁酸的方法。
技术介绍
1、γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,gaba)是一种重要的中枢神经系统抑制性神经递质，其拥有良好的水溶性与热稳定性。现已证实，作为小分子量非蛋白质氨基酸的gaba具备食用安全性，并可用于饮料等食品的生产。研究表明，摄入一定量的gaba具有改善机体睡眠质量、降血压等生理功效，可降低血氨，促进大脑新陈代谢。gaba可用于治疗各种类型的肝昏迷，亦用于脑卒后遗症、脑动脉硬化症、头部外伤后遗症及尿毒症、煤气中毒等所致的昏迷。
2、gaba目前主要的生产方式为发酵法制得，通过对相关微生物进行培养，使其自身产生γ-氨基丁酸，将发酵液中的氨基丁酸进行提取，从而获得氨基丁酸成品。目前该方法获得的氨基丁酸产量低，同时生物发酵过程中会添加多种营养剂供微生物繁殖，导致产量低、物质转化效率低和产品杂质多、分离困难等问题。
3、因此，需要提供一种提高γ-氨基丁酸的产量和转化率且反应温和的方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题之一，本专利技术的目的在于提供一种制备γ-氨基丁酸的方法，以提高γ-氨基丁酸的产量和转化率。
2、本专利技术提供了一种制备γ-氨基丁酸的方法，所述方法包括如下步骤：
3、s1：将谷氨酸与水混合制成料液，用氨水调节所述料液的ph为5.5-6.0；
4、s2：向所述料液中加入辅酶、消泡剂和氨基酸脱羧酶，进行催化
5、在一些实施方案中，步骤s1中，用氨水调节所述料液的ph为5.5-6.0，例如可以为5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0，优选为5.6-6.0，更优选为5.5-5.8。
6、在一些实施方案中，所述氨水的氨含量为8％-15％，优选为10％-12％。
7、在一些实施方案中，步骤s2中还包括加酸控制催化反应液的ph不高于6.0。
8、在一些实施方案中，步骤s2中，加酸控制催化反应液的ph为5.5-6.0，优选为5.6-5.8。
9、当催化反应液的ph不再升高时，视为催化反应结束。可以通过检测谷氨酸是否有残留来判断反应进程。
10、在一些实施方案中，步骤s2中，可以加盐酸控制催化反应液的ph不高于6.0。所述盐酸的浓度为15％-25％，优选18％-20％。
11、在一些实施方案中，所述辅酶的用量为谷氨酸质量的0.00008-0.0001倍。
12、在一些实施方案中，所述辅酶为磷酸吡哆醛。
13、在一些实施方案中，所述消泡剂的用量为所述料液质量的0.01％-0.03％。
14、在一些实施方案中，所述消泡剂选自硅油类、有机胺类和有机硅类。
15、在一些实施方案中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
16、在一些实施方案中，所述氨基酸脱羧酶的用量为谷氨酸质量的0.10-0.15倍。
17、在一些实施方案中，所述氨基酸脱羧酶为谷氨酸脱羧酶。
18、在一些实施方案中，所述谷氨酸脱羧酶可以通过如下步骤制得：
19、菌种：大肠埃希菌e.coli(携带编码谷氨酸脱羧酶基因的重组质粒)，保存在甘油冷冻管中。
20、lb平板：0.25g胰蛋白胨，0.5g琼脂粉，0.125g酵母粉，0.25g氯化钠，加水至25ml，ph7.0，121℃灭菌20min后，加入0.02ml浓度为100mg/ml卡那霉素，趁热倒平板，冷却后待使用。
21、lb液体培养基：10g胰蛋白胨，5g酵母粉，10g氯化钠，加水至1l，ph7.0，121℃灭菌20min，加入0.8ml浓度为100mg/ml卡那霉素。
22、发酵罐：600g磷酸二氢钾，300g磷酸氢二钾，90g铵盐，30g葡萄糖，120g甘油，120g蛋白胨，120g酵母膏，加水至29l，加入10ml有机硅消泡剂，用氢氧化钠调节ph7.15-7.25，121℃灭菌20min。
23、补料罐：1kg葡萄糖，1.5kg甘油，125g蛋白胨，125g酵母膏，加水至5l，121℃灭菌20min。
24、将甘油冷冻管中的菌种划线于lb平板，37℃培养24h，得到活化后平板菌；
25、取平板菌5环接种到装有lb液体培养基的三角摇瓶中，30℃，180rpm，培养16-18h，菌液od600nm达到2.5-3.0，得到摇瓶菌；
26、将摇瓶菌接入发酵罐，用氨含量为25％-30％的氨水控制ph6.9-7.0，温度控制在37℃，通过调节补料速度和转速控制溶氧为35％-45％；
27、待发酵罐菌液培养至od600nm达到25-30时，降温至25℃，加入200ml浓度为15mm/l的异丙基硫代半乳糖苷(iptg)诱导18-20h，菌液od600nm达到90以上，放罐收集菌体；
28、将所得菌体置于高压均质机中，800-900bar均质一次，得到谷氨酸脱羧酶。
29、在一些实施方案中，所述催化反应的温度为30-45℃，优选为35℃-40℃。
30、在一些实施方案中，所述谷氨酸与水的质量比为1:(1-2)。
31、在一些实施方案中，所述方法还包括对催化反应结束后的反应液进行过滤和脱色的步骤。
32、在一些实施方案中，所述过滤为依次采用陶瓷膜和纳滤膜对所述反应液进行过滤。
33、在一些实施方案中，所述过滤为将所述反应液经陶瓷膜去除谷氨酸脱羧酶，得到陶瓷膜清相，陶瓷膜清相经纳滤膜去除大颗粒杂质，得到纳滤膜清相。
34、在一些实施方案中，所述脱色为向所述纳滤膜清相中加入活性炭，65℃-70℃水浴加热，搅拌半小时后进行过滤，去除活性炭滤饼，得到脱色后的脱色液。
35、在一些实施方案中，加入活性炭的质量为纳滤膜清相质量的1.5％-2.0％，优选1.5％。
36、在一些实施方案中，所述活性炭为黑色粉末或颗粒，碘吸附值≥400，干燥减量≤10％。
37、在一些实施方案中，所述方法还包括对脱色后的脱色液进行纯化的步骤。
38、在一些实施方案中，所述纯化包括如下步骤：
39、对所述脱色液进行第一浓缩、第一结晶，获得γ-氨基丁酸和第一结晶母液；
40、对所述第一结晶母液进行除盐后，进行第二浓缩和第二结晶，获得γ-氨基丁酸和第二结晶母液；
41、合并获得的γ-氨基丁酸。
42、在一些实施方案中，所述第二结晶母液可循环利用。
43、在一些实施方案中，所述第一浓缩和所述第二浓缩的温度分别为80-85℃，例如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃。通过浓缩将γ-氨基丁酸的含量增至65％-70％，停止浓缩。
44、在一些实施方案中，所述第一结晶和所述第二结晶的温度分别为30℃-35℃。如果本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，用氨水调节所述料液的pH为5.6-6.0，优选为5.5-5.8。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中还包括加酸控制催化反应液的pH不高于6.0，优选为5.5-6.0，更优选为5.6-5.8。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述辅酶的用量为谷氨酸质量的0.00008-0.0001倍；
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述消泡剂的用量为所述料液质量的0.01％-0.03％；
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述氨基酸脱羧酶的用量为谷氨酸质量的0.10-0.15倍；
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述催化反应在30-45℃温度下进行，优选为35℃-40℃。
8.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述谷氨酸与水的质量比为1:(1-2)。
9.根据权
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对脱色后的脱色液进行纯化的步骤；
...【技术特征摘要】
1.一种制备γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，用氨水调节所述料液的ph为5.6-6.0，优选为5.5-5.8。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中还包括加酸控制催化反应液的ph不高于6.0，优选为5.5-6.0，更优选为5.6-5.8。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述辅酶的用量为谷氨酸质量的0.00008-0.0001倍；
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述消泡剂的用量为所述料液质量的0.01％-0.03％...
【专利技术属性】
技术研发人员：段小瑞，朱帅康，宋以航，杜斌，黄飞飞，汪洪湖，
申请(专利权)人：安徽泰格生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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