[发明专利]微生物发酵合成γ-氨基丁酸的方法及发酵培养基

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物发酵方法，尤其涉及一种微生物发酵合成γ-氨基丁酸的方法及发酵培养基。

背景技术

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，简称GABA）是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的最重要的抑制性神经递质，约50%的中枢突触部位以GABA为递质，在大脑皮质、海马、丘脑、基底神经节和小脑起重要作用，并对机体的多种功能具有调节作用，所以GABA是一种很好的医疗药物及保健品的原料。随着研究深入，GABA的生理功能不断得到阐明，已发展成为一种新型功能性因子，正逐渐被广泛用于医药?食品保健?化工及农业等行业。

乳酸菌是一种存在于人类体内的益生菌，能够将碳水化合物发酵生成乳酸，有帮助消化、有助于人体肠道的健康等功能，因此常被视为健康食品。科学家长期研究的结果证明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与寿命。因此，利用乳酸菌生产的GABA能达到食品安全级，并可进一步丰富乳酸菌作为益生菌的保健功效，具有广阔应用范围和市场前景。

小米是我国北方主要小杂粮之一，具有“百谷之首”的美誉。小米糠是小米加工过程的副产品，占小米质量的6% ~ 8%。按照我国小米年产量500 万 t计算，每年加工小米将产生小米糠40 万 t 左右。研究表明，小米糠中含有丰富的蛋白质、脂肪、多糖、维生素、矿物质等营养素和生育酚、亚油酸、γ-谷维醇、植物甾醇、神经酰胺等生理活性物质。因此，小米糠在国外被誉为“天赐营养源”。在我国，小米糠绝大多数被用作低附加值的禽兽饲料或作为食物资源加以利用仅局限于提取米糠油和米糠蛋白，利用率颇低，未将其所具有的营养价值和资源效益充分发挥，浪费了这一大自然资源。联合国工业发展组织称其为“一种未充分利用的工业原料”。目前，随着研究的深入，有以小米糠为原料添加生化成分进行食药用真菌培养的报道，但用小米糠为培养基通过微生物发酵合成GABA的研究未见有报道。该培养基具有配方简单、原料价格低廉，纯天然、无污染等优点。

目前在稻米糠研究上较为深入，国内外在稻米糠的综合开发利用上已取得一些成果和专利。如中国发明专利（申请号：201010145627.8 申请日：2010-04-02）公开了一种发酵生产γ-氨基丁酸的方法,其包括步骤:将米糠、谷氨酸及奶粉按比例混合,其余以水补足,以制作培养基；然后,将乳酸菌液接种至冷却后的培养基,并于均匀混合后,在30-42℃下发酵4小时以上。由此方法及其培养基所得到的发酵物的γ-氨基丁酸含量远高于米糠原料,可以直接作为食品添加物。该专利所用的菌种是商业型制作酸奶的代号为YC-380乳酸菌粉，由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按比例混合调配而成。

小米糠和稻米糠均为农产品加工过程的副产品，但据研究，在主要营养成分上存在较大的差异，如表1所有示，粗蛋白质含量小米糠为12.3%、稻米糠为6.8%，粗脂肪含量小米糠为12.4%、稻米糠为7.9%，中性洗涤纤维含量小米糠为54.0%、稻米糠为22.9%等等。

表1 小米糠与稻米糠主要营养成分的比较（%）