[发明专利]乳酸乳球菌细胞转化法生产γ-氨基丁酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用乳酸乳球菌生产γ-氨基丁酸的方法，包括用乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)细胞转化外源谷氨酸或谷氨酸钠生产γ-氨基丁酸。属于生物技术领域。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid，GABA)，又叫氨酪酸，是一种非蛋白质组成的天 然氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统一种主要的抑制性神经递质，具有重要的生理功能，如 降低血压、利尿、镇痛安神、改善脑机能、增进脑活力、促进长期记忆、营养神经细胞、改 善更年期综合症等。当大脑长期缺乏GABA将会导致癫痫、帕金森等疾病。同时GABA还 与脑衰老有关，其缺乏将导致老年人“耳不聪、目不明”。另外，GABA能促进精子的穿卵 能力，提高受精率，用于掩饰或降低具有不愉快味道的物质的不愉快风味印象的用途以及可 以提高饲料利用率和日增重。γ-氨基丁酸正被广泛运用于医药、食品保健、化工及农业等 行业。GABA的生产主要可以通过化学合成和生物合成两条途径。化学合成反应条件剧烈， 采用的化学溶剂具有毒性和腐蚀性，副产物多，缺乏安全性，主要应用于化工行业；生物合 成法较化学合成法具有条件温和、环境污染相对较低、安全性高等优点。另外，由于微生物 具有生长速度快、生长条件较简单、代谢过程特殊和分布广等特点，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。

目前已经有一些利用不同种属的微生物生产GABA的报道。

陆兆新、杨胜远等在中国专利(专利号ZL 200510040758.9)中公开了一种γ-氨基丁酸的 生产方法，它是以唾液链球菌嗜热亚种(Streptococcus thermophilus)为菌种，作用于谷 氨酸、谷氨酸盐、含谷氨酸或谷氨酸盐的物质，使谷氨酸的α-羧基发生脱羧作用，从而生 成γ-氨基丁酸。

吴天祥等在中国专利(公开号CN101240301)中公开了固态发酵制备γ-氨基丁酸的方法， 包括如下步骤：首先以腐乳为原料筛选出红曲霉菌种；接着将红曲霉MP1104菌种置于斜面 培养基上培养7d，使菌种活化；然后发酵菌种转接到培养基中，在温度30℃、转速150r/min 下将活化菌种摇床培养2d，制备发酵种子，优选固态发酵条件和培养基；最后将菌种在上一 步骤中优选的培养基和培养条件下进行培养生产GABA。该方法以大米为发酵原料，以红曲霉 为菌种，具有食用安全性，可以作为保健食品直接食用；该方法的GABA产量和纯度均高， 在最佳发酵条件与培养基下，GABA产量由初始的0.21mg/g可达到0.35mg/g，最终产品的纯 度可以达到45％。

焦庆才等在中国专利(专利号ZL 200410064813.3)中公开一种γ-氨基丁酸的酶法转化制 备方法，该制备方法用L-谷氨酸和L-天冬氨酸两种混合酸性氨基酸作为原料，将具有高活 力L-谷氨酸脱羧酶的埃希氏菌Escherichia coli AS1.505的菌体细胞与含有L-谷氨酸和 L-天冬氨酸混合物的转化液混合，28-45℃下进行酶促反应，然后用等电点结晶法或等电点 结晶与离子交换树脂相结合的方法分离转化产物，得到高纯度的γ-氨基丁酸和L-天冬氨酸。 该方法解决了两种酸性混合氨基酸高效分离的难题，得到了附加值较高的γ-氨基丁酸，并 具有原料价格低廉，操作简便，转化时间短，生产成本低等优点。