[发明专利]一种米糠中谷氨酸脱羧酶(GAD)的酶激活方法

说明书

技术领域

一种米糠中谷氨酸脱羧酶的酶激活方法，具体内容涉及利用酶生物技术激活米糠中谷氨酸脱羧酶制备富含γ-氨基丁酸米糠的方法，属于食品生物技术领域。

背景技术

稻米的加工过程中，首先通过去稻壳和稻谷外壳得到糙米，其次碾白通过除去糙米外面的褐色皮层得到白米，主要副产物米糠包括糊粉层，珠心层，果皮层以及它们之间的几个亚层，但实际生产中的米糠还混有大米胚芽和碎米。稻谷是我国第一大粮食品种，每年生产约1.85亿吨，占全国粮食总产量的42％。米糠是稻谷加工的副产品，米糠占稻米重量的5-8％，我国年产量约1,000万吨，是一种量广面大的可再生资源。联合国工业发展组织把米糠称之为一种未充分利用的原料。现代研究证明，米糠是稻谷籽粒的精华所在，它集中了64％的营养成分。

除了含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素、膳食纤维和矿物质等营养素外，还含有生育酚、生育三烯酚、脂多糖、γ-谷维醇、角鳖烯等多种天然坑氧化剂和生物活性物质，对人体健康和现代文明病的预防和治疗具有重要作用。

目前，国外在米糠的综合开发利用上已取得不少成功经验。美国是世界上研究开发米糠资源最早最具权威的国家之一。据悉，美国稻谷创新公司和利普曼公司在米糠稳定化技术及米糠营养素、米糠营养纤维、米糠蛋白、米糠多糖等提取、分离、纯化技术方面已有重大突破，多项技术可被推广应用。研究证明，米糠经过深度开发利用，可增值60倍左右。

γ-氨基丁酸(GABA)是存在于哺乳动物脑、脊髓中的抑制性神经传递物质，由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶(GAD)催化转化而来。研究表明，GABA具有降血压、抗衰老、改善脑机能、精神安定、促进长期记忆、促进生长激素分泌、肾功能活化、肝功能活化等作用，将其应用于功能性食品中将大有可为。近年来，富含GABA食品的研究与开发，包括植物(米胚芽、米糠、绿茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由来的GABA食品，成为国外、尤其是日本研究的热点。

GABA的制备方法有化学合成法及生物酶法。目前GABA在我国主要是化学合成方法生产，用于医药原料，不适合在功能食品或营养补充剂中应用。生物酶法主要是利用生物材料中的谷氨酸脱羧酶(GAD)转化L-谷氨酸(Glu)生产GABA，酶法具有环境清洁和高效的优点。用于生产GABA的GAD主要来自于微生物和植物。微生物中有报道被用来生产GABA的主要是大肠杆菌和乳酸菌。由于微生物GAD是胞内酶，一般将大肠杆菌菌体作为生产GABA的酶源，但这种GABA产品也无法在食品中应用。富含GABA的乳酸菌发酵液可用于食品中，发酵液中GABA含量约为200mg/ml。此外，植物尤其是食物中天然存在的GAD也是生产食品用GABA的非常好的酶源。

由于稻米中的GAD主要集中在胚芽部位，碾米时同皮层一起混入米糠。米糠作为稻米加工副产品，原料来源广和成本低廉，基于米糠GAD的性质，激活米糠中GAD活性，利用米糠来富集GABA，制备GABA食品添加剂具有重要的经济和社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种激活米糠中GAD的方法，充分发挥米糠中GAD的活性，进一步制备富含GABA米糠。

本发明的技术方案：以米糠为原料，通过四个不同的方案激活米糠内源GAD，反应得到富含γ-氨基丁酸(GABA)的反应液。

本发明的四个米糠GAD酶激活方案描述如下：

1.米糠和水料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl₂，0.5-1mmol/L的PLP，温度40℃、1.0-2.0g/L抗坏血酸或0.5-1.0g/L乳酸，pH5.6、水浴反应6-8小时。

2.米糠和50mmol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl₂，3-5mmol/L的VB₆，温度40℃、pH5.6、水浴反应6-8小时。

3.米糠和50mmol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的谷氨酸钠(Glu-Na)，10-15mmol/mol的CaCl₂，0.5-1mmol/L的PLP，温度40℃、pH5.6、水浴反应6-8小时。

4.米糠和50mmol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl₂，0.5-1mmol/L的PLP，温度40℃、pH5.6、水浴反应6-8小时。