[发明专利]一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ‑氨基丁酸及其制备方法和应用，该γ‑氨基丁酸主要由浓度为0.5％‑20％g/ml谷氨酸或谷氨酸钠溶液中加入与溶液重量体积比为0.5％‑15％g/ml的花粉制备而成。本发明利用花粉作为天然催化剂催化谷氨酸或谷氨酸钠制备γ‑氨基丁酸，原料来源广泛，价格低廉，且所用花粉破壁或不破壁均可，大大降低了制备成本，制备γ‑氨基丁酸的产量高、纯度高。本发明制备方法生产效率高、原材料种类单一、工艺简单、操作方便，制备的γ‑氨基丁酸可以作为食品添加剂安全性高，不需要提取分离就可以直接应用于功能性食品中。

技术领域

本发明涉及γ-氨基丁酸的制备方法，尤其涉及一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸及其制备方法和应用。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-Aminobutanoicacid，简称GAGB)又名4-氨基丁酸、γ-氨酪酸，其化学结构如下：

γ-氨基丁酸是一种广泛分布于动物、植物和微生物中的非蛋白氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统重要的抑制性神经递质，具有增强脑细胞代谢、降血压、活化肾功能、改善肝功能、防止肥胖、促进乙醇代谢等生理功能。随着对其生理功能研究的深入，γ-氨基丁酸已发展成为一种新型的活性功能因子，被广泛应用于食品工业、医药、食品保健、化工及农业等领域。

γ-氨基丁酸制备方法主要有提取、化学合成法和生物合成法三种。由于生物体内的γ-氨基丁酸含量很少，所以通过提取方法制备γ-氨基丁酸的产率很低，且提取过程繁杂，能耗大，同时产生大量的副产物。化学合成方法主要是以邻苯二甲酰亚氨钾和γ-氯丁氰在强烈条件下(180℃)反应，产物与浓硫酸回流水解，再经过结晶提纯而得到。化学合成γ-氨基丁酸虽然反应迅速，但是具有反应条件苛刻、能耗大、成本高、副反应多以、环境污染严重和有害物质残留等缺点，由于安全性考虑，化学合成的γ-氨基丁酸不允许作为食品添加剂。生物合成法主要是利用生物体的谷氨酸脱羧酶(Glutamatedecarboxylase，GAD)催化L-谷氨酸或L-谷氨酸盐的α-羧基发生脱羧反应，从而生成Γ-氨基丁酸，其生物合成途径如下：

具有较高GAD活性的微生物，如大肠杆菌、曲霉、酵母、乳酸菌等都作为γ-氨基丁酸的制备菌株，随着绿色食品的不断开发，酵母、乳酸菌等食品安全菌株逐渐替代了大肠杆菌用于制备γ-氨基丁酸。但发酵液是一个极其复杂的多相体系，包括菌体、蛋白质、残糖、色素等多种杂质，造成γ-氨基丁酸的分离提取的困难。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸，该γ-氨基丁酸利用花粉作为天然催化剂催化谷氨酸或谷氨酸钠制备得到，原料来源广泛，价格低廉，且所用花粉破壁或不破壁均可，大大降低了制备成本；并且制备的γ-氨基丁酸效率高、含量高。

本发明还提供了一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸的制备方法，该方法解决了提取、化学合成和微生物合成等技术中工艺繁杂、制备效率低、制备成本高、有害物质残留等问题。

本发明最后还提供了一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸在作为食品添加剂中的应用。

技术方案:为了实现上述目的，如本发明所述的一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸，主要由浓度(重量体积比)为0.5％-20％g/ml谷氨酸或谷氨酸钠溶液中加入与溶液重量体积比为0.5％-15％g/ml的花粉制备而成。

其中，所述花粉为破壁花粉或未破壁花粉荷花蜂花粉、玫瑰蜂花粉、益母草蜂花粉、五味子蜂花粉、油菜蜂花粉、玉米蜂花粉、茶花蜂花粉或者荞麦蜂花粉。

作为优选，所述花粉为荷花蜂花粉或玫瑰蜂花粉。

本发明所述的一种利用花粉作为天然催化剂制备的γ-氨基丁酸的制备方法，包括如下步骤：