产GABA的乳酸菌菌株的选育及最佳发酵条件研究.doc

文档介绍：产 GABA 的乳酸菌菌株的选育及最佳发酵条件研究
摘要γ-氨基丁酸(简称 GABA),又称氨酪酸,是一种天然存在的非蛋白质氨基酸。本文主要对 GABA 高产乳酸菌进行选育,优化其发酵条件。经 UV 诱变、NTG 诱变和 UV、NTG 复合诱变,得到 1 株高产 GABA 的突变株F11。经高效液相色谱测定,在最佳诱变条件下诱变的菌株 GABA 产量达到 mmol/L,是出发菌株产量()的 4 倍多。对 F11 的培养基和发酵条件进行优化,GABA 最大产量 mmol/L,是出发菌株 HDBR-02产量的近 6 倍。通过诱变方法获得的 GABA 高产乳酸菌菌株,扩大了 GABA 产生菌来源,为 GABA 的生产奠定了良好的基础。
关键词γ-氨基丁酸; 乳酸菌; 诱变; 发酵
GABA 是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑
制性神经递质,参与脑循环生理活动,具有降压,
改善脑机能,增强记忆,抗焦虑等生理功能,是医
药、食品中的一种重要的功能因子。自然界中
GABA 分布非常广泛,在动物、植物和微生物中均
存在, 但动物和植物中的 GABA 含量低, 不易提
取。微生物是目前 GABA 的主要来源。
早期研究以大肠杆菌发酵法生产 GABA 为
主。该法利用大肠杆菌的谷氨酸脱羧酶的脱羧作
用,将 L-谷氨酸转化为 GABA,然后分离纯化得到
GABA。对于食品工业而言,以大肠杆菌作为生产
菌株存在极大安全隐患。人们发现,曲霉体内含有
的谷氨酸脱羧酶可以用于生产 GABA
[1]
, 实践证
明, 除了少数种会产生桔霉素外, 多数都比较安
全。酿酒酵母在发酵食品中获得了广泛使用,具有
很高的安全性
[2]
,也具有较高的 GAD 活性。目前,
人们又发现一些乳酸菌
[2]
也表现出 GAD 活力。日
本在应用乳酸菌生物合成 GABA 方面研究最早
[2]
,
在植物乳杆菌(Lactobacillus brevis) IFO-12005
对酒糟的发酵过程中,GABA 含量达到 mmol/
L,通过离心、絮凝、脱色和脱臭处理,获得较好的
GABA 溶液
[3]
。
以本课题组保藏的 GABA 产生菌为出发菌
株,通过诱变和优化发酵条件,从代谢途径上解除
次级代谢产物的抑制作用, 从而获得高产 GABA
的产生菌。扩大了产 GABA 的菌种来源,为工业上
生产应用及作为食品、药品的添加剂提供理论依
据。
1 材料与方法
材料
菌株及保藏条件 HDBR-01: 植物乳杆菌
(Lactobacillus plantarum);HDBR -02: 短乳杆菌
(Lactobacillus brevis);HDBR -03: 植物乳杆菌
(Lactobacillus plantarum);HDBR-04:植物乳杆菌
(Lactobacillus plantarum);HDBR-05:副干酪乳杆
菌(Lactobacillus paracasei);HDBR-06:乳酸乳球
菌(us lactis)。以上菌株由黑龙江大学微
生物重点实验室提供,在 MRS 琼脂斜面保藏培养
基上传代,4 ℃保存,每两周转接一次。
收稿日期: 2012-09-05
基金项目: 国家自然科学基金(31070446, 31270534);
黑龙江省教育厅重点项目(11551z011);黑龙
江省科技攻关重大项目(GB05B401);哈尔滨
市科技创新人才研究专项资金项目优秀学科
带头人(RC2010XK002028);黑龙江省科技厅
“农业微生物发酵技术”科技创新团队
作者简介: 葛菁萍,女,1972 年出生,博士
通讯作者: 平文祥
Vol. 13 No. 9
Journal of Chinese Institute of Food Science and TechnologySep. 2 0 1 3
中国食品学报
第 13 卷第 9 期
2 0 1 3 年 9 月第 13 卷第 9 期
培养基及相关试剂产品 MRS 培养基(g/
L):蛋白胨 10,牛肉膏 10,酵母膏 5,葡萄糖 20,
乙酸钠 5, 柠檬酸三铵 ,K
2
HPO
4
2,MgSO
4
·
7H
2
O ,MnSO
4
·4H
2
O ,吐温-80 1 mL ( 固
体培养基中加 2%琼脂), 调 pH 值至 ~,121
℃高压湿热灭菌 15 min,用以保藏菌种和传代。
GYP 种子培养基(g/L):葡萄糖 10,酵母提取