[发明专利]一种合成γ-氨基丁酸的生物转化方法

说明书

本发明提供了一种高效合成γ‑氨基丁酸的生物转化方法。该技术方案以前期选育的短乳杆菌CCTCC M2018462为发酵菌株，通过菌株、培养基、培养工艺三方面的协同配合达到了异常高水平的GABA产量。具体来看，本发明首先将短乳杆菌CCTCC M2018462接种于特定成分的种子培养基中，以30～35℃的温度摇床培养7～9h，使培养液OD₆₀₀值达4～6之间，得到种子培养液；而后以10％的接种量接入特定成分的发酵培养基中，以30～35℃的温度静置培养36～72h，所得培养液中即累积了高含量的GABA。实验验证表明，本发明所得的乳酸菌发酵液中GABA含量高达280～320g/L，为目前报道的最高水平。本发明使GABA产量得到显著提升，为乳酸菌发酵产GABA的规模化应用奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及发酵工程技术领域，具体涉及一种高效合成γ-氨基丁酸的生物转化方法。

背景技术

γ-氨基丁酸(GABA)是一种广泛存在于动物、植物以及微生物的天然非蛋白质组成的氨基酸，作为哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经性递质，参与各种生理生化反应，具有利尿、降血压、抗焦虑、健肝利肾、促进脑部回流、营养神经细胞等多种生理功能。

目前，GABA的合成方法主要有化学合成、动植物富集和微生物转化三种。其化学合成方法涉及毒性试剂，反应条件剧烈，安全性低；动植物富集方法存在产量低、提取困难等缺陷。微生物合成法具有产量高、安全环保、产品易于分离纯化等潜在优势，因此在未来可能成为规模化制备GABA的替代途径。

近二十年来，利用乳酸菌合成GABA受到广泛关注。一方面，最近的研究表明，乳酸菌对GABA具有高产潜能；另一方面，乳酸菌作为功能性食品的天然组分，是通常认为安全(GRAS)的微生物。以乳酸菌作为发酵菌种，不仅能发挥自身的益生效应，而且能充分利用GABA的生理功能，应用前景广阔，有巨大的社会和经济效益。然而，在常规的发酵菌种及发酵工艺下，GABA产量处于较低水平，不仅直接影响着GABA的制备效率，而且，过低浓度的产物也不利于后期的分离纯化。在这种形势下，如何提升乳酸菌发酵产GABA的产率，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种高效合成γ-氨基丁酸的生物转化方法，以解决乳酸菌发酵产GABA的过程中，常规乳酸菌菌株及常规发酵工艺所得产率有待提升的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种高效合成γ-氨基丁酸的生物转化方法，该方法是以乳酸菌发酵产γ-氨基丁酸，其中，所述乳酸菌是保藏编号为CCTCC M2018462的短乳杆菌。

作为优选，先将乳酸菌菌种接入种子培养基中进行种子培养，而后再接入发酵培养基中进行发酵培养，其中，所述种子培养基包括以下成分：酵母浸粉 25～35g/L，葡萄糖50g/L，L-谷氨酸钠28g/L，吐温80 1～2g/L，MnSO₄·H₂O 0.1～0.2mM；所述种子培养基的pH为5.0。

作为优选，所述种子培养的条件为：以30～35℃的温度摇床培养7～9h。

作为优选，所述种子培养结束时，种子培养液的OD₆₀₀值为4～6。

作为优选，先将乳酸菌菌株接入种子培养基中进行种子培养，而后再接入发酵培养基中进行发酵培养，其中，所述发酵培养基包括以下成分：酵母浸粉 25～35g/L，葡萄糖2.5～10g/L，吐温80 1.5～3g/L，MnSO₄·H₂O 0.2～0.6mM，L-谷氨酸650g/L。

作为优选，所述发酵培养的条件为：将种子培养的产物以10％的接种量接入所述发酵培养基，而后以30～35℃的温度培养36～72h。

作为优选，该生物转化方法包括以下步骤：