[发明专利]高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌及其应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一株高产γ-氨基丁酸的新菌株——植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LW106，及其在微生物发酵制备γ-氨基丁酸中的应用。

（二）背景技术

神经生理及医学研究证实γ-氨基丁酸是人脑中重要的活性物质，但人体γ-氨基丁酸的积累随着年龄的增长和精神压力变得异常困难。因此外源补充γ-氨基丁酸使其维持在正常水平对人体尤其对于失眠、抑郁、高压、更年期、老年人群的健康十分重要，研究表明每天摄入30~50mg天然γ-氨基丁酸就能起到十分理想的保健作用。由于用量微少，γ-氨基丁酸还可同其它营养功能因子配伍，用于普通食品和保健食品，因此γ-氨基丁酸具有良好的市场前景。

利用天然物质及采用生物技术生产的γ-氨基丁酸可视为天然γ-氨基丁酸，较化学法合成γ-氨基丁酸具有更好安全性和吸收性。因此，应用生物技术制造高含γ-氨基丁酸的配料和食品是满足γ-氨基丁酸巨大市场需求的主要手段。乳酸菌作为一种公认为安全的微生物，可通过生物转化高效制备γ-氨基丁酸。与动物性乳酸菌相比，植物乳酸菌具有更强的耐酸和耐胆盐能力，因此更有利于γ-氨基丁酸生物合成。目前已分离筛选短乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌等产γ-氨基丁酸的植物乳酸菌。

植物乳杆菌是一种重要的植物乳酸菌，其发酵过程中能产出特有的乳酸杆菌素，具有天然防腐作用，其产出的酸性物质能降解重金属，其β葡萄糖苷酶具有较高的活性，具有减毒作用，此外植物乳杆菌还具有合成共轭亚油酸的能力，2009年植物乳杆菌被批准为新资源食品。因此植物乳杆菌是一种优良γ-氨基丁酸生产菌种。目前已分离得到多株产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌。中国农业大学梁岩等筛选到一株产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌S35，产量为4.52g/L，范杰等筛选到一株产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌，产量为4.98g/L；浙江师范大学蒋冬花分离到一株植物乳杆菌，γ-氨基丁酸产量为约4g/L；浙江工业大学丁兴等分离到一株植物乳杆菌，γ-氨基丁酸产量为0.527g/L，但其研究成果中产GABA能力都不高，也很少能应用于工业化生产。因此，从乳酸菌中筛选高产GABA的功能性植物乳酸菌对GABA产业的发展和人类健康均具有重要的意义。

（三）发明内容

针对目前选育的产γ-氨基丁酸植物乳酸菌产γ-氨基丁酸能力不强等问题，本发明提供一株利用固体双层平板快速高通量筛选法从自然发酵泡菜中筛选获得的高产γ-氨基丁酸的乳酸菌菌株——植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LW106及其应用。

本发明采用的技术方案是：

一株高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LW106，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所菌种保藏中心，邮编100101，保藏编号为：CGMCCNO.5655，保藏日期为：2011年12月26日，分类命名为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。

该菌株MRS固体培养基上菌落为乳白色，小，呈圆形，中央凸起，表面光滑；显微镜下细胞呈短杆状，有时成对或成链状排列；革兰氏染色阳性，兼性厌氧；该菌株接触酶、氧化酶、葡萄糖产气、精氨酸产氨、明胶液化、淀粉水解、硝酸还原、V.P.反应均为阴性，API试剂鉴定该菌株与植物乳杆菌的同源性为99.7%；该菌株16SrRNA序列与植物乳杆菌的同源性达到99%。以上形态学、生理生化及16SrRNA序列鉴定该菌株为植物乳杆菌。

本发明还涉及所述的植物乳杆菌LW106在微生物发酵制备γ-氨基丁酸中的应用。

具体的，所述应用为：将植物乳杆菌LW106接种至含谷氨酸钠的适用于植物乳杆菌的发酵培养基，进行发酵培养，发酵结束后于发酵液中获得γ-氨基丁酸。通常在发酵培养前，保藏的菌株还需经活化培养和种子扩大培养。

优选的，所述微生物发酵在pH5.0~5.5、28~32℃下进行。

具体的，利用所述植物乳杆菌LW106进行微生物发酵制备γ-氨基丁酸的过程可如下：

①挑取适量试管穿刺菌种接入MRS液体培养基，28~32℃，活化培养18~24h；

②在含1~5g/L谷氨酸钠的MRS液体培养基（一级种子培养基）中，按1%~5%（v/v）的接种量接种经活化的培养液，于28~32℃下静置培养18~24h作为一级种子液；