[发明专利]一种高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的培养方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的培养方法及应用，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

γ-氨基丁酸(GABA)是广泛存在于真核生物和原核生物体内的一种非蛋白质氨基酸，首次发现十九于世纪晚期，并成功对其进行了人工合成。GABA除在脑和脊髓中发现外，在多种哺乳动物的近30种外周组织中均有所发现，但其浓度较低，仅为脑组织中的1％。GABA的化学分子式为C4H9NO2，分子量为103.12。GABA在常温下成白色片状或针状结晶状态，分解点为202℃，无旋光性，气味微臭，具有潮解性，极易溶于水，为溶于热乙醇，不溶于冷的乙醇、乙醚和苯酚。

目前，GABA主要是通过化学合成的方法来进行大量生产，这种生产方式对环境污染比较严重，并且耗能高，存在一定的安全风险。然而，利用生物技术来生产GABA则可以避免以上问题。但是，利用生物技术来生产GABA面临的首要问题是提供一种具有高产GABA能力的菌种。在现有技术中，虽然已有研究人员对高产GABA能力的菌种进行了筛选，但所得到的菌种的产量仍然偏低，例如，专利CN 04480187A筛选获得了一株乳酸菌，但是该菌株GABA在发酵液中的含量仅能达到5.025g/L。专利CN10325740A获得的乳杆菌虽然产量可以达到46.16g/L，但接种量比较高，发酵的时间也比较长。造成以上问题的原因，一方面是菌株自身代谢能力有限，另一方面也在于培养方法不够合理。

发明内容

为解决以上问题，提供能够高效的高产GABA的植物乳杆菌，本发明提供了一种产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的培养方法，所采取的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的培养方法。该方法是将植物乳杆菌(Lb.plantarum)ATCC14917经过活化以后，按照3％的接种量，在如下的发酵体系中进行培养：

培养基为MRS培养基，发酵初始pH4.0-6.8；L-谷氨酸钠浓度为0-1mol/L，磷酸吡哆醛的添加量为0-0.001mol/L，发酵温度为25-42℃，发酵时间为8-72h。

所述培养方法的步骤如下：

1)活化植物乳杆菌ATCC1497，获得活化植物乳杆菌；

2)在MRS培养基中添加0-1mol/L的L-谷氨酸钠，0-0.001mol/L的磷酸吡哆醛，并将pH调 节至pH4.0-6.8，获得发酵培养基；

3)将步骤1)所得的活化植物乳杆菌按照3％的接种量，接种到步骤2)所得的发酵培养基中，在25-42℃的发酵温度下，发酵8-72h。

优选地，步骤1)所述活化，是将植物乳杆菌ATCC14917按照2％的接种量接种到5mL MRS液体培养基中，在30℃下静置培养12h，培养结束后再将菌种接种到MRS固体培养基中在30℃下静置培养36-48h后，挑取单菌落再置于5mL液体MRS培养基中在30℃下静置培养12h，最后在以2％的接种量接种在50mL的MRS培养基中，在30℃下静置培养12h。

优选地，步骤2)所述L-谷氨酸钠添加量为0.375-0.75mol/L；所述磷酸吡哆醛含量为0.0001-0.0007mol/L。

更优选地，步骤2)所述L-谷氨酸钠添加量为0.5mol/L；所述磷酸吡哆醛含量为0.0005mol/L。

优选地，步骤2)所述发酵初始pH5.0-6.0，发酵温度为35-40℃，发酵时间为24-48h。

更优选地，步骤2)所述发酵初始pH5.5，发酵温度37℃，发酵时间为36h。

优选地，所述MRS培养基，培养基体积为2L。

所述培养方法的具体步骤如下：

1)将植物乳杆菌ATCC14917按照2％的接种量接种到5mL MRS液体培养基中，在30℃下静置培养12h，培养结束后再将菌种接种到MRS固体培养基中在30℃下静置培养36-48h后，挑取单菌落再置于5mL液体MRS培养基中在30℃下静置培养12h，最后在以2％的接种量接种在50mL的MRS培养基中，在30℃下静置培养12h，培养结束后获得活化植物乳杆菌；

2)在MRS培养基中添加至终浓度为0.5mol/L的L-谷氨酸钠和0.0005mol/L的磷酸吡哆醛，并将pH调节至5.5，获得发酵培养基；

3)将步骤1)所得的活化植物乳杆菌按照3％的接种量将步骤1)所得的活化植物乳杆菌按照3％的接种量，在37℃下发酵36h。

所述任一培养方法用于生产γ-氨基丁酸。 

本发明获得的有益效果如下：