[发明专利]从葡萄中提取的谷氨酸脱羧酶及提取方法和生产γ-氨基丁酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品功能成分生产工艺领域，涉及一种从葡萄中提取的谷氨酸脱羧酶及取方法。本发明还涉及一种生产γ-氨基丁酸的方法。

背景技术

γ-氨基丁酸是一种非蛋白质的功能性性氨基酸，广泛存在于自然界，是哺乳动物中枢神经系统中的重要的抑制性神经递质，具有重要的身体功能，有调节血压与心率、营养神经细胞、促使精神安定、促进脑部血流、增进脑活力等多种功效。

天然食材中GABA含量极少，高等植物中GABA含量通常为0.13-32.15umol/g，茶叶中GABA含量约为0.5mg/g，100g糙米中的GABA含量约3.8mg，巨胚糙米中GABA含量较高可达到普通糙米的6倍，对于需要改善健康的人群来说远远不够。例如：对更年期障碍的改善效果，需要达到25mg/天的摄入量才能发挥出来。因此，需要让人们能够摄取足够的GABA来预防疾病、增加健康，必须要更简单、快速和低成本的方法生产出更多的GABA.

目前，GABA主要是微生物发酵法和富集法，微生物发酵将底物谷氨酸钠或谷氨酸转化成GABA，可以安全应用于食品，但是生产周期长，转化率较低，下游分离难度较大，大规模生产设备成本较高等缺点。富集法主要是通过原料内在的谷氨酸脱羧酶催化生成GABA，有自然富集法和添加底物富集法。添加底物富集法可以目前主要在米胚、茶叶、大豆中应用较多，且可使原料中GABA含量提高100倍左右，但无法制得GABA纯品。自然富集法采用天然单一材料进行富集，工艺流程相对简单，但底物需依赖材料本身的谷氨酸，GABA富集量受到底物谷氨酸量的限制，一般限制很少采用。

南京工业大学缪冶炼教授以香蕉皮为原料提取酶，以谷氨酸为底物酶反应制备GABA，方法简单，但是提取和酶反应时间均较长，不利于生产的高效性，提取酶活较低仅达4.5u/g，另外利用香蕉皮具有区域限制性，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种从葡萄中提取的谷氨酸脱羧酶及提取方法和生产γ-氨基丁酸的方法，解决现有技术中提取时间较长、酶活较低的技术问题，同时为葡萄深加工，提高附加值提供一种新的方法；且降低了GABA的生产成本，并保证了GABA产品的食用安全性。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

从葡萄中提取谷氨酸脱羧酶的方法，包括以下步骤：

（1）选择新鲜无腐的葡萄，清洗去泥土；

（2）将葡萄搅碎，使葡萄皮纤维长度不超过2mm，取残渣，加残渣质量1-3倍的pH5.5的磷酸缓冲溶液，浸提0.5-1小时，过滤，合并2次汁液；

（3）葡萄汁液中加入质量体积比为0.05-0.12%的壳聚糖（即壳聚糖与葡萄汁液的质量体积比0.1%，单位g/ml，混合均匀后，静置30min；

（4）在7000-10000rpm条件下离心10-15min，得到GAD酶液。

根据本发明的进一步优选，该方法包括以下步骤：

（1）选择新鲜无腐的葡萄，清洗去泥土；

（2）将葡萄搅碎，使葡萄皮纤维长度为1mm，取残渣，加残渣质量1倍的pH5.5的磷酸缓冲溶液，浸提1小时，过滤，合并2次汁液；

（3）葡萄汁液中加入质量体积比为0.1%的壳聚糖，混合均匀后，静置30min；

（4）在10000rpm条件下离心15min，得到GAD酶液。

本发明还提供了采用上述方法从葡萄中提取的谷氨酸脱羧酶。

不同来源的GAD酶分子量和结构均有较大的差异，分子量和结构差异对其化学反应和生理效应影响很大，马铃薯的GAD酶分子量为91000D，小麦GAD酶为50000D，豌豆GAD酶为54000D，米胚GAD酶的分子量为78000D，目前还未发现不同来源的GAD具有相同的分子量。据报道：香蕉中GAD酶分子量为56250D，等电点为5.21，具有与钙调蛋白结合的C端延伸区域和磷酸吡哆醛结合位点，本发明中葡萄GAD酶的分子量为45260D，分子量影响酶特性和结构，因此可以推测，葡萄GAD与香蕉中的GAD结构、性质均存在较大差异。

本发明另外提供了一种利用上述谷氨酸脱羧酶生产γ-氨基丁酸的方法，包括以下步骤：

取GAD酶液为催化剂，50-200mg/100ml的谷氨酸为底物，加入0.1g/L的维生素B6溶液，在温度为37℃的条件下，反应30-60min，得到GABA产品。其中利用质量比为1%的氢氧化钠溶液调整谷氨酸溶液的pH为5.5；酶反应中GAD酶液、谷氨酸溶液、维生素B6溶液的体积比为1：2：1。