[发明专利]一种以水产品及其加工下脚料为原料生物转化生产γ‑氨基丁酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于水产品生物加工技术领域，具体涉及一种利用水产品及其加工下脚料生物转化生产γ-氨基丁酸的方法。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-Aminobutiric acid,GABA)是哺乳动物、甲壳类动物、昆虫和某些寄生蠕虫神经系统中重要的抑制性神经递质。少数植物中含有这种非蛋白质氨基酸。γ-氨基丁酸也称氨酪酸，是一种非蛋白质组成成份的天然氨基酸，广泛存在于自然界中，是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有降血压、调节心律失常、改善睡眠、抗焦虑、改善脂质代谢、防止动脉硬化等功效，因此受到越来越多的科学工作者的关注。

目前生产GABA的方法主要有化学合成法和生物合成法。生物合成法又分为植物富集法和微生物发酵法。相比而言，化学合成法历史悠久反应迅速，但所使用的原料价格昂贵、毒性大，反应条件剧烈、安全性差，所用的溶剂腐蚀性强、存在安全隐患，不宜用于食品工业。植物富集法成本高、产率低、具有较大局限性，由于微生物具有生长速度快周期短、生长条件温和、代谢过程简单和分布广泛等优点，所以微生物发酵法生产GABA不受空间、环境、资源的限制，具有成本低、无化学残留、产量高等显著优点，是生产医药及食品级GABA的一条理想途径。

2009年我国卫生部批准γ-氨基丁酸为新资源食品，但是，目前，我国应用的GABA主要依赖进口，国内对GABA提取工艺尚不成熟，分离纯化的研究尚浅，得到的GABA纯度比较低，而且也没有制定出食品中GABA含量的标准检测方法。因此，从制备提取GABA原料的选择，发酵液中GABA分离纯化工艺和高纯度的确定以及GABA快速准确检测方法的确定都是急需的。

我国是水产品养殖的大国，资源极为丰富。目前，我国的水产品以鲜食和制成干肉制品为主，少量加工成咸菜、蚝油或其它调味品。随着水产品养殖业的快速发展，水产品已出现供过于求和价格下跌的趋势，开发水产品的加工利用的新途径已成为水产品养殖业进一步发展的先决条件。水产品中含有丰富的氨基酸，尤其是一些呈味氨基酸，如谷氨酸，将其作为产生GABA的原料目前仅韩国一个研究单位对其进行了研究，但是以价格昂贵的MRS培养基发酵培养产生的，而以自身发酵产物配合氯化钠、葡萄糖等C源、N源作为培养基，通过分步补充谷氨酸或谷氨酸盐培养产生GABA，国内外还未见报道。利用水产品发酵生产GABA的研究不仅实现了水产品的高值化利用，促进了水产品养殖业健康持续发展，而且为水产品的开发利用提供了理论依据和实践指导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用水产品及其加工下脚料生物转化生产γ-氨基丁酸的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种以水产品及其加工下脚料为原料生物转化生产γ-氨基丁酸的方法：（1)乳酸菌生物转化：将具有谷氨酸脱羧酶活性的乳酸菌按照0.5-5％（V/V）的接种量接种至培养基中，并在30-35℃发酵温度下，100-500r/min的转速发酵培养20-50小时，使发酵液中活菌数高达10⁶-10⁷cfu/ml，待用；（2）γ-氨基丁酸的分离纯化：将发酵液通过离心或者过滤除去菌体，取上清液减压浓缩制得GABA粗提液；粗提液用无水乙醇沉淀法去除杂质，然后用大孔树脂、葡聚糖凝胶、阳离子交换树脂依稀进行分离纯化，经分离纯化后的GABA产物经旋转蒸发、冷冻干燥，获得结晶。

所述培养基包括水产品及其水产品加工下脚料的发酵物、碳源、氮源和盐。

所述水产品为鱼、扇贝、牡蛎、鱿鱼中的一种或几种的组合；水产品加工下脚料为头、尾、内脏、裙边中的一种或几种的组合。

所述培养基按重量百分比计，为水产品及其水产品加工下脚料的发酵液10-30％、葡萄糖0-10％（W/W），氯化钠0-5.0％（W/W），磷酸盐0.1-50％（W/W），谷氨酸或谷氨酸盐每隔3-6小时间隔加入1-5％（W/W），余量为水。

所述谷氨酸或谷氨酸盐每隔3-6小时间隔加入1-5％（W/W）为具有谷氨酸脱羧酶活性的乳酸菌在发酵培养过程中间隔式的向培养基中加入谷氨酸或谷氨酸盐；每3-6小时的间隔加入1-5％（W/W）。

所述具有谷氨酸脱羧酶活性的乳酸杆菌的菌株为短乳杆菌，植物明串珠菌，短双歧杆菌，长双歧杆菌的一种或几种的组合。