[发明专利]利用耐乙醇片球菌复合发酵生产含GABA果蔬酵素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用耐乙醇片球菌（Pediococcus ethanolidurans）复合发酵生产含GABA果蔬酵素的方法，属于发酵型功能饮品加工领域。

背景技术

酵素（Enzyme）又称为“酶”，是一种由氨基酸组成的具有特殊生物活性的物质，是维持机体正常功能以及消化食物、修复组织等生命活动的一种必需物质。2016年中国生物发酵产业协会针对酵素制定了《酵素产品分类导则》，按生产工艺分为纯种发酵酵素、群种发酵酵素及复合发酵酵素。纯种发酵工艺指以动物、植物、菌类等为原料，由人工培养的有明确分类名称的微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的酵素产品。群种发酵工艺，即自然发酵工艺，指以动物、植物、菌类等为原料，由特定自然环境中的微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的酵素产品。复合发酵工艺指以动物、植物、菌类等为原料，以纯种发酵和群种发酵两种工艺共同制得的含有特定生物活性成分的酵素产品。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，简称GABA），又称4-氨基丁酸、氨酪酸、哌啶酸，是一种普遍存在的非蛋白质氨基酸，是中枢神经系统中重要的抑制性神经递质。它由谷氨酸脱羧酶（GAD）催化L-谷氨酸发生不可逆的α-脱羧反应而生成。它具有多种生理功能，如调节血压、治疗癫痫、促进细胞新陈代谢、保护肝脏、促进生长激素分泌、预防肥胖、促进酒精代谢等功效。目前GABA主要生产方法包括化学合成和生物合成。化学合成过程中所用化学溶剂具有毒性和腐蚀性，产品中副产物多，缺乏安全性；相反，生物合成生产过程条件温和、环境污染较低，且产品中副产物少、安全性高。因此利用微生物生产GABA，不受资源、环境和空间的限制，具有显著的优点。2009年我国卫生部批准希氏乳杆菌发酵生产的GABA为新资源食品，可用于普通食品及保健食品的生产。

在我国的专利及文献中有利用微生物发酵生产GABA的方法，如乳酸乳球菌(专利号ZL 201310486474.7)、短乳杆菌(专利号ZL 200510049188.X)、植物乳杆菌（专利号ZL 201010167058.7）、嗜热链球菌（专利号ZL 201410480097.0）、发酵乳杆菌(专利号ZL 201210136696.1）、屎肠球菌（专利号ZL 200910114018.3）、红色红曲霉(专利号ZL 201010167058.7)、酿酒酵母（专利号ZL 201010194431.8）等。

片球菌为有益的乳酸菌，在参与肉类、蔬菜及白酒的发酵过程中，往往会产生一些发酵食品的风味物质。刘莉萌等在文献（酿酒科技,2007, 2:22-28）中报道：从不同白酒酒醅发酵窖池中分离出20株片球菌，包括耐乙醇片球菌、戊糖片球菌及窖池片球菌等，并指出窖池中片球菌种类及数量是影响白酒风味的重要因素。陈功等在文献（食品与发酵工业,2013,39 (3):1-4）中研究表明耐乙醇片球菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌等乳酸菌是四川泡菜发酵的优势菌群，是影响四川泡菜风味物质及功能性的重要因素。可见，耐乙醇片球菌属于有益的乳酸菌，可用于普通食品的生产与加工。

目前市场上酵素产品，大多数采用群种自然发酵方式生产。群种自然发酵方式生产酵素过程中，发酵菌种主要来源于各种水果蔬菜自带天然酵母、乳酸菌等，属于“自然落菌式”发酵。在整个发酵过程，天然酵母将含有糖质的原料“糖化”和“酒化”，会产生大量乙醇、二氧化碳等物质。一方面乙醇可以抑制杂菌的生长，但同时也抑制了生产GABA的乳酸菌繁殖与代谢。因此，获得既能耐受乙醇，又具有生产GABA能力的发酵菌种，是解决生物发酵法生产含GABA酵素产品的关键途径。

通过上述专利文献和非专利文献的检索，但目前尚未见有关于既能耐受乙醇，又具有生产GABA能力的耐乙醇片球菌及其应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于，利用首次筛选得到的既能耐受乙醇，又能生产GABA耐乙醇片球菌为发酵菌种，采用复合发酵方式，解决了群种自然发酵过程中产生的大量乙醇与后期发酵过程中产GABA微生物无法细胞繁殖及累积GABA的矛盾。耐乙醇片球菌既能耐受一定浓度酒精而生长繁殖，又可以利用谷氨酸脱羧酶生产GABA。通过复合发酵方式和分步控制发酵条件，既可以完成群种自然发酵周期，又能纯种发酵生产γ- 氨基丁酸，达到生产含γ- 氨基丁酸的果蔬酵素的目的，简化了发酵工艺、提高了设备利用率和降低了生产成本，同时提升了酵素产品的保健功能，属于发酵型功能饮品加工领域。

本发明提供利用耐乙醇片球菌复合发酵生产含GABA果蔬酵素的方法，其特征在于，包括如下步骤：