[发明专利]γ-氨基丁酸的高效制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种γ-氨基丁酸的高效制备工艺。包括以希氏乳杆菌（Lactobacillus hilgardii）的细胞转化谷氨酸钠生产γ-氨基丁酸，属于生物技术领域。

背景技术

γ-氨基丁酸（简称GABA）是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，约50%的中枢神经突触部位以GABA为递质。在人体大脑皮质、海马、丘脑、基底神经节和小脑中起重要作用，并对机体的多种功能具有调节作用。当人体内GABA缺乏时，会产生焦虑、不安、疲倦、忧虑等情绪，一般长久处于高压力族群如身处竞争环境中的人群、运动员、上班族等，都很容易缺乏GABA需要及时补充以便舒缓情绪。此外它还具有许多重要的生理功能，如降血压、利尿、促进脑部血流、营养神经细胞、健肝利肾等，尤其对更年期的失眠、压抑和自身失调有很好的作用，可用于药物和功能食品的开发。

GABA自2009年被国家批准为新资源食品后，以其独特的功能性和广泛的适用范围，成为国内外食品、保健及医药生产厂商在开发新产品、增加产品附加值、强化产品功能性等方面，一个重要的研究课题和发展思路，拥有广阔的市场前景。

γ-氨基丁酸的制备主要有化学合成法和生物合成法。化学合成法多见于专利文献的报道，成本较高，得率较低，并且在生产工艺中使用危险溶剂，甚至是有毒溶剂。因此化学合成法制备的GABA不能用于食品，也不能认为是一种天然的食品添加剂。生物合成法GABA是应用纯粹的微生物（公认安全菌--乳酸菌）技术，通过筛选优良高产的安全菌种，发酵生产GABA制剂，可以认为是天然食品添加剂。而且据报告显示，生物合成法GABA虽然纯度不高，但生物体对GABA的吸收性却比纯度高的化学合成法GABA高很多。

浙江大学梅乐和等在2005年9月28日公开的专利技术:“ 产γ-氨基丁酸的短乳杆菌及其用途”（专利申请号200510049188.X；公开号CN1673351），该发明公开了一种产γ-氨基丁酸的短乳杆菌及其用途，其保藏编号为：CGMCCNO.1306，该发明采用生物法合成γ-氨基丁酸是利用乳酸菌体内含有高活性的谷氨酸脱羧酶，此酶以L-谷氨酸钠(L-MSG)为底物，将L-谷氨酸钠(L-MSG)α-脱羧，产生γ-氨基丁酸和CO₂。

南昌大学李海星和曹郁生分别于2008年和2010年公布了三项专利：

1、2008年12月31日公开的专利技术:“利用短乳杆菌制备γ-氨基丁酸的方法”（专利申请号200810106949.4；公开号CN101333548），该发明公布了一种利用短乳杆菌制备γ-氨基丁酸的方法，其工艺方法步骤为：1.利用 MRS液体培养基将短乳杆菌活化后，以5％的接种量接种于MRSG发酵培养基，34℃培养40-60h，4℃离心收集菌体；2.利用无菌生理盐水洗涤2次后悬于含10-100mM谷氨酸钠、pH 5.2的醋酸缓冲液中，34℃反应1～8h，离心后即为含γ-氨基丁酸的溶液。

2、2008年12月31日公开的专利技术:“一种高产γ-氨基丁酸的短乳杆菌”（专利申请号200810106950.7；公开号CN101333508），该发明公布了一种高产γ-氨基丁酸的短乳杆菌，其特征和工艺方法步骤为：经鉴定为Lactobacillus brevis(短乳杆菌)，国家菌种保藏号：Lactobacillus brevis CCTCCM 208054。将保藏于MRS琼脂斜面的短乳杆菌，转接于MRS液体培养基，经活化后，以2-5％的接种量接种于MRSG液体培养基，于25-30℃ 培养60-90h，发酵液中的γ-氨基丁酸达到50-145mM。

3、2010年8月25日公开的专利技术:“一种高效生产γ-氨基丁酸的发酵方法”（专利申请号201010045843.5；公开号CN101812487A），该发明公布了一种高效生产γ-氨基丁酸的发酵方法，其特征是方法步骤为：将短乳杆菌活化后，以10％的接种量接种于发酵培养基，32℃培养36-84h；并于12h和24h分别补入1.5mol和0.7mol的L-谷氨酸钠；整个发酵过程用10N的硫酸控制pH5.0即可。