[发明专利]一种从富含γ-氨基丁酸的发酵液中制备粉状γ-氨基丁酸的方法

说明书

本发明公开了一种新型的γ‑氨基丁酸(GABA)制备方法。本发明属于生物技术领域，特别属于微生物发酵产物提取领域，是一种从富含γ‑氨基丁酸的发酵液中制备粉状γ‑氨基丁酸的方法。本发明的特征是以短乳杆菌(Lactobacillus brevis)CGMCC No.3414为发酵菌株，将得到的发酵液经过固液分离、脱色、除盐等多步处理后，利用喷雾干燥技术进行制粉，研究不同工艺参数对发酵液喷雾干燥速率和产品品质的影响，通过单因素与响应面实验优化获得最佳喷雾干燥工艺，此方法与传统的GABA提取方法相比较，减少了环境污染，提高了生产效率与生产安全性。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别属于微生物发酵产物提取领域，是一种从富含γ-氨基丁酸的发酵液中制备粉状γ-氨基丁酸的方法。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种普遍存在于动植物和微生物体内的非蛋白质天然氨基酸。在哺乳动物体内GABA几乎只作用于神经系统，是中枢神经系统内最重要的抑制性氨基酸递质，大约有30％的中枢神经突触以它为介质。GABA具有多种生理功能，主要有调节血压与心率、改善肝脏和肾脏功能、抗衰老、抗癫痫、调节激素分泌等，因此，它既可以作为一种药效良好的药物，又可以被视为具有保健功能的新型功能因子，广泛应用于食品和医疗卫生行业。

由于GABA在水中的溶解度非常大，且受温度的影响较小，所以仅采用降温或者蒸发处理很难结晶出来，在实际操作中可以考虑加入有机溶剂的方法来促进其晶体的形成。因此，现存的GABA精制工艺主要为乙醇辅助结晶法，即加入乙醇降低GABA溶解度，利用旋转蒸发仪使GABA结晶析出，但是这种方法花费时间长，效率低下，乙醇用量大，安全隐患大，不适合大规模批量精制GABA。

喷雾干燥工艺由于在物料干燥过程中具有受热时间短、料温低和生理活性物质活性损失小等特点被广泛应用于多种热敏性物质的干燥，除此之外，喷雾干燥后的粉末颗粒度小而均匀，具有良好的分散性和速溶性。

发明内容

本发明目的是克服现有的乙醇辅助结晶法的不足，提出一种新型的GABA制备技术，旨在减少环境污染，提高生产效率，为GABA的工业化生产提供技术支持。

本发明的另一个目的是对喷雾干燥的各项参数利用响应面法进行优化，公布了最佳的喷雾干燥工艺提取GABA的最佳参数。

具体步骤如下：

1)在无菌条件下接种一环活化好的短乳杆菌(Lactobacillus brevis)CGMCCNo.3414培养基斜面菌苔于装有40mL种子培养基的250mL三角瓶中，30℃静置培养8～16h；取培养后的种子悬液按10％(V/V)的接种量接种到装有40mL发酵培养基的250mL三角瓶中，30℃静置培养发酵8～16h后补加50～150g/L谷氨酸钠，继续发酵培养60h。

其中种子培养基：蛋白胨5～10g/L，酵母浸粉5～10g/L，葡萄糖10～15g/L，乙酸钠2～5g/L，柠檬酸铵1～2g/L，硫酸锰0.05～1g/L，硫酸镁0.2～1g/L，吐温-801～5mL，pH自然。

发酵培养基：蔗糖35～50g/L，酵母浸粉30～50g/L，谷氨酸钠50～100g/L，乙酸钠2～5g/L，磷酸氢二钾2～5g/L，硫酸镁0.2～1.0g/L，硫酸铵0.2～1.0g/L，柠檬酸5～10g/L，β-甘油磷酸钠0.1～0.5g/L，精氨酸0.001～0.01g/L，硫酸锌0.1～0.5g/L，维生素B15～10mg/L，维生素B55～10mg/L，维生素B65～10mg/L，pH 4.5。

2)将发酵液通过8000r/min离心5min，除去发酵液中菌体