一種米糠中γ-氨基丁酸(GABA)的生物富集法的製作方法

2023-05-26 19:20:26 4

專利名稱：一種米糠中γ-氨基丁酸(GABA)的生物富集法的製作方法
技術領域：
一種米糠中Y-氨基丁酸(GABA)的生物富集法，內容涉及以米糠為原料，利用酶生物技 術富集生產Y-氨基丁酸的方法，屬於食品生物技術領域。
背景技術：
稻穀是我國第一大糧食品種，每年生產約1.85億噸，佔全國糧食總產量的42%。米糠是 稻穀加工的副產品，米糠佔稻米重量的5-8%，我國年產量約1，000萬噸，是一種量廣面大的 可再生資源。聯合國工業發展組織把米糠稱之為一種未充分利用的原料。現代研究證明，米 糠是稻穀籽粒的精華所在，它集中了64%的營養成分。目前，國外在米糠的綜合開發利用上 己取得不少成功經驗。美國是世界上研究開發米糠資源最早最具權威的國家之一。據悉，美 國稻穀創新公司和利普曼公司在米糠穩定化技術及米糠營養素、米糠營養纖維、米糠蛋白、 米糠多糖等提取、分離、純化技術方面已有重大突破，多項技術可被推廣應用。研究證明， 米糠經過深度開發利用，可增值60倍左右。Y-氨基丁酸(GABA)是存在於哺乳動物腦、脊髓中的抑制性神經傳遞物質，由穀氨酸經 穀氨酸脫羧酶(GAD)催化轉化而來。研究表明，GABA具有降血壓、抗衰老、改善腦機能、 精神安定、促進長期記憶、促進生長激素分泌、腎功能活化、肝功能活化等作用，將其應用 於功能性食品中將大有可為。近年來，富含GABA食品的研究與開發，包括植物(米胚芽、米 糠、綠茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由來的GABA食品，成為國外、尤其是日本 研究的熱點。
GABA的製備方法有化學合成法及生物酶法。目前GABA在我國主要是化學合成方法生產， 用於醫藥原料，不適合在功能食品或營養補充劑中應用。生物酶法主要是利用生物材料中的 穀氨酸脫羧酶(GAD)轉化L-穀氨酸(Glu)生產GABA，酶法具有環境清潔和高效的優點。用 於生產GABA的GAD主要來自於微生物和植物。微生物中有報導被用來生產GABA的主要是大 腸桿菌和乳酸菌。由於微生物GAD是胞內酶， 一般將大腸桿菌菌體作為生產GABA的酶源，但 這種GABA產品也無法在食品中應用。富含GABA的乳酸菌發酵液可用於食品中，發酵液中GABA 含量約為200mg/ml。此外，植物尤其是食物中天然存在的GAD也是生產食品用GABA的非常 好的酶源。
由於稻米中的GAD主要集中在胚芽部位，碾米時同皮層一起混入米糠。米糠作為稻米加
工副產品，原料來源廣和成本低廉，利用米糠內源GAD富集生產GABA，製備GABA食品添加
劑具有重要的經濟和社會意義。己有以米糠為原料製備高濃度Y-氨基丁酸粉的方法，但GABA的分離純化仍然是困難的。

發明內容
本發明的目的是提供一種米糠中GABA的生物富集方法，利用米糠內源GAD,引入固定化 酶技術，高效清潔生產GABA。
本發明的技術方案以米糠為原料，用磷酸鹽緩衝液提取米糠中的GAD,得到的粗酶液以 生物材料殼聚糖為載體，戊二醛為交聯劑製備固定化GAD，外加底物穀氨酸或穀氨酸鈉製備 GABA反應液，離心分離得到上清液，所得上清液中添加乙醇除多糖雜質，再進行超濾、得到 高濃度Y-氨基丁酸溶液，也可進一步濃縮乾燥製成粉狀產品。
米糠GAD粗提工藝取米糠200g，加入提取液800-1000ml (50mraol/L磷酸鉀緩衝液， pH5. 6,1-2mmol/L巰基乙醇，l-2咖ol/L EDTA，0. 1-1,1/L PLP，O. 1-lmmol/L PMSF和10-15% 甘油)，用高速分散器打成勻漿，四層紗布過濾，9000g 、 4'C離心25min，上清液即為米糠 GAD粗酶液。
米糠GAD固定化珠狀殼聚糖100g置於1-2L0. 1 mol/L Na2HP04—0. 05 mol/L擰檬酸緩 衝液(pH5. 6)中，加入500-800ml的米糠GAD粗酶液攪拌均勻後，再滴加5_20ml的戊二醛水溶 液(1.2%)。在磁力攪拌下反應4-6 h,取出，冰箱(4'C)靜置過夜,抽濾，先用蒸餾水洗滌，再用 上述緩衝液洗滌,直至洗滌液檢測不到戊二醛和游離酶為止，置通風櫥乾燥後即為固定化GDC。
GABA的生物富集工藝將固定化米糠GAD裝柱，不斷加入1%的穀氨酸或穀氨酸鈉底物溶 液，收集反應液。
GABA純化工藝將上述反應液離心分離取上清液，加入上清液體積70-80%體積的乙醇， 沉澱12小時，離心分離取上清液。採用50納米的無機陶瓷膜在0.2Mpa壓力下進行超濾，得 到GABA富集液。
米糠中GABA的生物富集可以用於食用GABA的生產，也可作為功能保健食品的添加劑得 到應用。
本發明的有益效果，為生產食用GABA開闢新的途徑，並實現了稻米加工副產物米糠的 高效增值利用。利用其高效清潔生產GABA，為GABA的生產提供了新途徑，也為酶法處理三 廢開闢了道路，具有一定的經濟效益與實用價值。同時，米糠的增值利用也將提高農民種糧 的積極性，將起到深遠的社會作用。
具體實施方式
實施例1
取米糠200g，加入提取液800ml (50鵬ol/L磷酸鉀緩衝液，PH5.6， 2咖ol/L巰基乙醇， 2mraol/L EDTA, lmmol/L PLP， lmmol/L PMSF和15%甘油)，用高速分散器打成勻漿，四層紗布過濾，9000g 、 4'C離心25min,上清液即為米糠GAD粗酶液。將珠狀殼聚糖100g置於1L0. 1 mol/L Na2HP04—0. 05 mol/L檸檬酸緩衝液(pH5. 6)中，加入500ml的米糠GAD粗酶液攪拌均勻 後，再滴加5ml的戊二醛水溶液(l. 2%)。在磁力攪拌下反應4 h,取出，冰箱(4'C)靜置過夜，抽 濾,先用蒸餾水洗滌,再用上述緩衝液洗滌，直至洗滌液檢測不到戊二醛和游離酶為止，置通風 櫥乾燥後即為固定化GDC。將固定化米糠GAD裝柱，不斷加入1%的穀氨酸或穀氨酸鈉底物溶 液，收集反應液。將反應液離心分離取上清液，加入上清液體積70%體積的乙醇，沉澱12小 時，離心分離取上清液。採用50納米的無機陶瓷膜在0. 2Mpa壓力下進行超濾，得到GABA富 集液。 實施例2
取米糠200g，加入提取液1000ral(50ramol/L磷酸鉀緩衝液，pH5. 6， 2鵬ol/L巰基乙醇，2mmol/L EDTA， lmmol/L PLP， lmmol/L PMSF和10。/。甘油)，用高速分散器打成勻漿，四層紗布過濾， 9000g 、 4。C離心25min，上清液即為米糠GAD粗酶液。將珠狀殼聚糖100g置於2L0. 1 mol/L Na2HP04—0. 05 mol/L檸檬酸緩衝液(pH5. 6)中，加入800ml的米糠GAD粗酶液攪拌均勻後，再 滴加20ml的戊二醛水溶液(l. 2°/。)。在磁力攪拌下反應6 h，取出，冰箱(4。C)靜置過夜，抽濾， 先用蒸餾水洗滌，再用上述緩衝液洗滌，直至洗滌液檢測不到戊二醛和游離酶為止，置通風櫥 乾燥後即為固定化GDC。將固定化米糠GAD裝柱，不斷加入1%的穀氨酸或穀氨酸鈉底物溶液， 收集反應液。將反應液離心分離取上清液，加入上清液體積80%體積的乙醇，沉澱12小時， 離心分離取上清液。採用50納米的無機陶瓷膜在0. 2Mpa壓力下進行超濾，得到GABA富集液。
權利要求
1.一種米糠中γ-氨基丁酸(GABA)的生物富集法，其特徵為以米糠為原料，用磷酸鹽緩衝液提取米糠中的GAD，得到的粗酶液以生物材料殼聚糖為載體，戊二醛為交聯劑製備固定化GAD，外加底物穀氨酸或穀氨酸鈉製備GABA反應液，離心分離得到上清液，所得上清液中添加乙醇除多糖雜質，再進行超濾、得到高濃度γ-氨基丁酸溶液，也可進一步濃縮乾燥製成粉狀產品。
2. 根據權利要求l所述，米糠GAD粗提工藝特徵為取米糠200g，加入提取液800-1000ml (50鵬ol/L磷酸鉀緩衝液，pH5. 6， l-2醒ol/L巰基乙醇，1-2腸1/L EDTA， 0. 1-lmmol/L PLP，0. 1-lmmol/L PMSF和10-15%甘油)，用高速分散器打成勻漿，四層紗布過濾，9000g 、 4。C離 心25min，上清液即為米糠GAD粗酶液。
3. 根據權利要求l所述，米糠GAD固定化工藝特徵在於珠狀殼聚糖100g置於1-2L0. 1 mol/L Na2HP04—0. 05 mol/L檸檬酸緩衝液(pH5. 6)中，加入500-800ml的米糠GAD粗酶液攪拌均勻後， 再滴加5-20ml的戊二醛水溶液(l. 2D 。在磁力攪拌下反應4-6 h,取出，冰箱(4。C)靜置過夜， 抽濾，先用蒸餾水洗滌，再用上述緩衝液洗滌,直至洗滌液檢測不到戊二醛和游離酶為止，置通 風櫥乾燥後即為固定化GDC。
4. 根據權利要求l所述，GABA的生物富集純化工藝特徵為將固定化米糠GAD裝柱，不斷 加入1%的穀氨酸或穀氨酸鈉底物溶液，收集反應液。將反應液離心分離取上清液，加入上清 液體積70-80%體積的乙醇，沉澱12小時，離心分離取上清液。採用50納米的無機陶瓷膜在 0.2Mpa壓力下進行超濾，得到GABA富集液。
全文摘要
一種米糠中γ-氨基丁酸(GABA)的生物富集法，內容涉及以米糠為原料，利用酶生物技術富集生產γ-氨基丁酸的方法，屬於食品生物技術領域。以米糠為原料，用磷酸鹽緩衝液提取米糠中的GAD，得到的粗酶液以生物材料殼聚糖為載體，戊二醛為交聯劑製備固定化GAD，外加底物穀氨酸或穀氨酸鈉製備GABA反應液，離心分離得到上清液，所得上清液中添加乙醇除多糖雜質，再進行超濾、得到高濃度γ-氨基丁酸溶液，也可進一步濃縮乾燥製成粉狀產品。米糠中GABA的生物富集可以用於食用GABA的生產，也可作為功能保健食品的添加劑得到應用。大大提高了米糠利用的附加值，有較高的經濟效益和社會效益。
文檔編號C12P13/00GK101294172SQ200710021750
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者張志斌 申請人:張志斌