[发明专利]一种产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种微生物的筛选方法，特别涉及一种生物合成产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选方法，属于生物技术领域。

二、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，为哺乳动物中枢神经系统中最重要的抑制性神经递质，具有重要的生理功能：如降血压作用；改善脑机能，延长记忆力；镇静神经，抗焦虑作用；改善肝功能；活化肾功能，降低胆固醇。GABA除具有上述的生理作用外，还有调节激素分泌，改善更年期综合症，促进酒精代谢、消臭、高效减肥、诱发人精子顶体、促进动物的抗病和生长等功能。另外，大量研究证明，GABA的缺乏将导致癫痫病的发生，因此在饮食中适当补充GABA对由于GABA的缺乏引起的癫痫病有一定预防作用。由于其特殊生理功能，GABA已经成为一种新型功能性因子，正被广泛用于食品保健、医药、化工和农业等行业，具有广阔的应用前景。

制备GABA的方法主要有化学合成法和生物合成法，其中生物合成法又包括植物富集法和微生物发酵法。生物合成法是利用生物体内的谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase，GAD)作为催化剂，将L-谷氨酸或其钠盐α-脱羧生成GABA。相比而言，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，安全性差，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泛等特点，是生物酶的重要来源。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。

目前已在多种微生物中发现了GAD的存在。【文摘】用海藻酸钙包埋法将大肠杆菌制成固定化细胞，与1％谷氨酸溶液进行间歇反应、连续搅拌式反应及柱式反应生产GABA。间歇反应5h转化率达到100％；连续搅拌式反应在三角瓶中进行，以6mL/h的流速输入底物溶液和输出反应液，转化率达85％；连续柱式反应器中进行，控制流速12mL/h，转化率达95％。赵景联等，《生物工程学报》，1989，5(2)：124-128。【文摘】用海藻酸钙包埋法将大肠杆菌制成固定化细胞，对后道味精母液提取谷氨酸后的废液进行转化生产GABA，获得了GABA含量达到了98.94％。章汝平等，长沙电力学院学报(自然科学版)，1998，13(4)：433～435。【文摘】Kono等对红曲beni-koji制作中的GABA含量变化进行了研究，GABA含量最高达到120μg/g。KonoI等，Biosci Biotechnol Biochem，2000，64(3)：617～619。【文摘】Wang等利用Monascus purpureus NTU 601进行固体发酵，GABA含量达到了5004mg/kg。Wang J等，J Ind Microbiol Biotechnol，2003，30：669～676。【文摘】介绍了从生产奶酪的菌株中分离到一株Lactococcus lactis 01-7，用于奶酪的生产，奶酪中GABA的含量达到383mg/kg。Nomura M等，J dairy Sci.，1998，81：1486～1491。【文摘】从乳酸菌中筛选到了高产GABA的Lactococcus lactis菌株，25L罐发酵发酵72h，发酵液的GABA含量达到了2.50mg/mL。徐建军，博士学位论文，江南大学，2004年2月。【文摘】对高产GABA乳酸菌筛选和发酵条件进行了报道，发酵液中的GABA达到3.1g/L。刘清等，氨基酸和生物资源，2004，26(1)：40～43。【文摘】报道了利用Lactobacillus brevis IFO-12005对酒糟进行发酵，GABA的含量达到了10.18mM，通过离心、絮凝、脱色和脱臭处理获得了较好的GABA溶液，可用于食品强化GABA。Yokoyama S等，Journal of Bioscience and Bioengineering，2002，93(1)：95～97。【文摘】采用Lactobacillus plantarum利用含有米糠抽提液的培养基发酵生产GABA，在干粉中含量达到了5％。爱宕世高等，食品と科学，2001，(8)：81～85。【文摘】从日本传统发酵鱼(funa sushi)中分离到了一株副干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei NFRI 7415，经过对发酵条件优化，发酵液中GABA含量达到了302mM，Komatsuzaki等，Food Microbiol，2005，22：497～504。【文摘】用Streptococcus salivarius subsp.thermophilus Y-2细胞转化谷氨酸，在含有90g/L谷氨酸的反应体系中使转化液中的GABA浓度达到了87.16g/L。利用嗜热链球菌Y-发酵，建立二步发酵法，优化了发酵条件后，75L发酵罐的发酵醪中GABA浓度达到了6.27g/L。杨胜远，博士学位论文，南京农业大学，2006年6月。