[发明专利]一种利用红薯生产γ-氨基丁酸的方法

说明书

本发明公开了一种利用红薯生产γ‑氨基丁酸的方法，包括以下步骤：(1)将新鲜红薯进行初加工提取湿红薯粉；(2)在湿红薯粉中加入相当于红薯粉重量0.5％～1.5％的α‑淀粉酶，加热到35～45℃，糊化45～90分钟，用碳酸钾中和至pH为4.0～5.5，得到红薯稀浆糖液；(3)在红薯稀浆糖液中加入培养基组分，混合均匀，调节pH至6.0～6.8，得到发酵培养基；(4)接种乳酸乳球菌，在30～45℃下发酵培养48～120小时；(5)过滤去渣脱色，滤液经提纯浓缩干燥，制得γ‑氨基丁酸。本发明利用红薯作为发酵培养基的主要原材料，降低了生产成本，制得的γ‑氨基丁酸安全可靠，可广泛应用于食品与医药行业。

技术领域

本发明属于γ-氨基丁酸制备技术领域，具体涉及一种利用红薯生产γ-氨基丁酸的方法。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)又名4-氨基丁酸(4-Aminobutanoicacid，GABA)，其分子式为NH₂CH₂CH₂CH₂COOH，分子量为103.1。是天然存在于各种生物细胞、体液内的一种非蛋白质氨基酸，不是激素，被广泛的应用在医药、食品、肥料、饲料等领域。目前在美国注册的天然生物刺激素中，活性成分包含有GABA，是目前公认的植物抗逆刺激物。

GABA的合成方法有化学合成法和生物发酵法，化学法合成GABA需要用到强酸或强碱等腐蚀性较强的溶剂，反应条件剧烈，原料毒性大，生产成本高，比如制取y-氨基丁酸含量为20％的产品，生产成本在5万元/吨左右，但是因有机合成时可能存在有害物残留等问题，而不能用于食品和医药等领域，只能用作化工原料。在实际工业生产中，主要用生物发酵法生产GABA。

生物发酵法包括传统的微生物发酵法和微生物转化法，早期生产GABA主要采用直接发酵法，以大肠杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌等为生产菌，利用菌体内的谷氨酸脱羧酶的作用，将发酵液中的L-谷氨酸转化为GABA，从发酵液中分离纯化制得GABA。传统的发酵法培养基比较昂贵，需要使用蛋白胨、葡萄糖、L-谷氨酸钠、精制奶粉等价格昂贵的原材料，生产成本一直很高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明旨在一种质优价廉、工艺简单、操作方便、生产成本低、对环境污染少、食用安全的γ-氨基丁酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种利用红薯生产γ-氨基丁酸的方法，包括以下步骤：

(1)将新鲜红薯进行初加工提取湿红薯粉；

(2)在湿红薯粉中加入相当于红薯粉重量0.5％～1.5％的α-淀粉酶，加热到35～45℃，糊化45～90分钟，用碳酸钾中和至pH为4.0～5.5，得到红薯稀浆糖液；

(3)在红薯稀浆糖液中加入培养基组分，各组分以干物质计按如下质量百分比：红薯稀浆糖液2.0％～8.0％、酵母生产废液0.2％～5.0％、磷酸二氢钾0.1％～0.5％、七水硫酸镁0.05％～0.4％、柠檬酸铵0.05％～0.4％、氯化钠0.01％～0.05％、乙酸铵0.01％～0.05％、硫酸亚铁0.001％～0.006％、硫酸锰0.001％～0.009％、磷酸吡哆醛0.001％～0.008％、椰子油油酸消沫剂0.05％～0.2％、吐温80为0.02％～0.25％，余量为去离子水，混合均匀，调节pH至6.0～6.8，得到发酵培养基；

(4)接种乳酸乳球菌，在30～45℃下发酵培养48～120小时；

(5)过滤去渣脱色，滤液经提纯浓缩干燥，制得γ-氨基丁酸。

进一步的，所述第(1)步将新鲜红薯进行初加工依次经过以下工序：清洗、破碎、磨浆、搅拌、过滤、除沙、收集。

进一步的，所述第(2)步在湿红薯粉中加入的α-淀粉酶相当于红薯粉重量的1.0％。