γ-氨基丁酸及其在大豆发酵食品中的研究进展

介绍了γ-氨基丁酸(gamma-amino butyric acid,GABA)的分子结构、基本理化性质以及γ-氨基丁酸在益生方面的生理功能。对利用乳酸菌生产GABA以及大豆发酵食品中GABA的研究现状进行了阐述。最后对利用产GABA的乳酸菌提高大豆发酵食品中GABA含量的可行性作了分析和展望。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的分离筛选

从土壤、泡菜、酸奶等样品中分离、筛选出产γ-氨基丁酸(GABA)的乳酸菌,获得较高产GABA的乳酸菌6#菌株,利用HPLC-ELSD检测法精确测定出乳酸菌6#发酵样品中GABA的含量达到0.463g/L,并对此菌株进行了初步的鉴定.     

积极开发GABA食品

论述了GABA(γ-氨基丁酸的首字母缩写)的生理活性和保健功效。介绍了用米胚芽、米糠、谷氨酸等为原料,通过酵母菌、乳酸菌、曲霉等发酵生产出GABA食品的制作实例。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌及其应用

γ-氨基丁酸(GABA)是一种在自然界广泛存在的非蛋白质氨基酸,具有降血压、镇静安神、免疫调节等多种生理功能。许多乳酸菌能够利用其谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸及其盐类产生GABA。产GABA的乳酸菌菌株种类较多且产量各异,主要来源于泡菜、发酵乳、干酪等酸性食品。谷氨酸脱羧酶直接决定乳酸菌合成GABA的能力,该酶的活性受到底物、辅酶、发酵pH值和发酵时间等多种因素的影响。以高产GABA的乳酸菌作为发酵剂研制富含GABA的发酵乳制品是对乳酸菌益生功能的进一步利用,具有较为广阔的市场价值。因此筛选高产GABA的乳酸菌不仅有利于相关产品的开发,也是研究产GABA乳酸菌相关性质的重要基础。     

高产γ-氨基丁酸乳酸菌菌株的诱变选育与鉴定

本文以从内蒙古传统发酵食品中分离的80株乳酸菌为研究对象,在GYP培养基中进行高产γ-氨基丁酸(GABA)菌株的筛选后,利用紫外线进行诱变处理,得到GABA突变菌株,并对其进行了菌种鉴定。结果表明,从80株供试乳酸菌中筛选出4株高产γ-氨基丁酸的菌株,再经紫外诱变后得到1株高产突变菌株US3-3。该菌株紫外诱变后,其γ-氨基丁酸含量为2.482 g/L,是诱变前提高1.9倍,并对其多次传代稳定性较好,经16S r DNA序列分析,鉴定为乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)。     

高产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选、鉴定及其益生特性研究

生物合成法是制备γ-氨基丁酸(GABA)最安全的方法，但高产GABA的乳酸菌菌株资源并不充足。文章依托实验室现存菌株，筛选高产GABA的乳酸菌，分析菌株生长、发酵特性。结果表明：80株待测菌株中存在3株高产GABA且有效抵抗胃肠道消化的乳酸菌菌株(SMN10-3、SMN12-7、SMN15-6),GABA产量分别为2.01、1.90、1.48 mg/mL。经形态学观察及分子生物学鉴定，SMN15-6为乳酸片球菌，SMN10-3、SMN12-7为发酵乳杆菌。SMN10-3及SMN15-6生长较快，12～16 h能达到(2.25±0.04)×10⁹、(2.30±0.04)×10⁹ cfu/mL，且产酸能力较强，8 h左右能达到发酵终点，具有一定的应用开发价值。研究结果为丰富高产GABA的乳酸菌资源及其应用提供理论依据。     

表达谷氨酸脱羧酶重组枯草芽孢杆菌的构建及其发酵条件的优化

谷氨酸脱羧酶(GAD)是生物合成γ-氨基丁酸(GABA)的关键酶,本研究通过基因工程构建了一株产GAD的重组枯草芽孢杆菌,并对其产GAD的发酵条件进行优化。分别通过单因素法、正交实验、极差分析和响应面法确定了最佳培养基成分(g/L)及发酵条件为:蔗糖23.5,豆粕10、乙酸铵为8.5、磷酸二氢钾4.1、七水硫酸镁0.5,p H7.0,培养温度37℃。在优化条件下GAD酶活达到0.413 U/m L,与优化前的GAD酶活0.143 U/m L相比,酶活提高了188.8%。本研究有助于后续开发枯草杆菌生产γ-氨基丁酸的工艺,以克服现在γ-氨基丁酸生产工艺中,大肠杆菌安全性的问题和乳酸菌成本过高的问题。     

微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的研究进展

生产γ-氨基丁酸(GABA)的微生物主要包括酵母菌(Saccharomyces)、乳酸菌(Lactobacillus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、曲霉菌(Aspergillus)等,且随着食品安全级GABA工业化生产的实现,其含量测定方法的研究越来越受到重视。对微生物发酵法生产GABA过程中涉及的发酵菌种及GABA含量测定方法进行了综述,以期对微生物发酵法生产GABA的研究提供有益的参考。     

γ-氨基丁酸的功能性及其在稻米制品中的富集利用

综述了γ－氨基丁酸的主要功能性，以及目前日本等国家在稻米制品中富集γ－氨基丁酸（GABA）研究方面的成果，包括米胚芽、米糠和糙米发芽富集γ－氨基丁酸，乳酸菌和酵母发酵米糠生产的高GABA浓度的食品素材等。     

米糠中γ-氨基丁酸的富集及纯化工艺研究

以米糠为原料,利用米糠中高活性谷氨酸脱羧酶(GAD)进行γ-氨基丁酸(GABA)的富集实验,并采用阳离子交换树脂对富集液中GABA进行分离纯化。结果表明:采用0.02mol/LpH5.6的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液进行GABA富集实验,反应16h后可得到GABA2900mg/100g米糠。采用D001大孔强酸性阳离子交换树脂对该富集液进行纯化实验,调节富集液pH2.0,以2mg/mL的浓度上样吸附,2mol/L的氨水浓度进行洗脱,最终可得γ-氨基丁酸纯度61.25%。     

HPLO法测定发酵乳中Y-氨基丁酸条件的优化

本文优化了乳酸菌发酵乳中7-氨基丁酸（GABA）的HPLC检测方法。以三氟乙酸．水溶液为提取液,通过60℃水浴、10000r／min离心10min等方法去除样品中的杂质,对乳酸菌发酵乳制品中的GABA进行提取。通过调整流动相的洗脱方式、流动相比例与pH、柱温等条件,使用专用氨基酸分析柱、恒温柱温箱、自动进样器和仪器自动衍生程序,建立了一种高效快速检测发酵乳制品中GABA的方法。该方法对GABA的检出限LOD（S／N=3）为0．005gg／mL（质量浓度）,定量限LOQ（S／N=10）为0．02gg／mL（质量浓度）。线性范围是0．005-500lag／mL（质量浓度）,相关系数R2=l。该方法具有准确度高、快速、环保、经济等特点。采用该方法对功能食品样品、红曲米样品、乳酸菌发酵液样品中的GABA进行检测,均能得到满意的效果,证明该法具有较广泛的适用性。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选及诱变育种

利用乳酸菌分离培养基从酸菜汁中分离菌株。经过初筛、复筛后得到的菌株Lp-Lw-131有较好的产γ-氨基丁酸(GABA)能力。对菌株进行形态学鉴定和生理生化实验确定该菌为植物乳杆菌,编号为Lp-Lw-131。利用菌株体内的谷氨酸脱羧酶(GAD)将L-谷氨酸钠脱羧转化成GABA,用比色法测定GABA的产量为0.917g/L。以Lp-Lw-131为出发菌株进行紫外线和硫酸二乙酯(DES)诱变,以致死率为标准确定最佳诱变条件为：紫外照射距离30cm,照射时间90s;DES体积分数为25%醇溶液,处理时间20min,诱变后获得一株突变株Lp-Lw-131-34。连续传代10次后遗传性状稳定,平均GABA产量为1.815g/L,是出发菌株的1.979倍。     

高效液相色谱法测定发芽糙米中γ-氨基丁酸含量

建立一种简单快速的邻苯二甲醛柱前衍生,紫外检测反相高效液相色谱测定发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的方法。色谱柱为Intertsil ODS-C18柱,梯度洗脱,紫外吸收波长为332 nm,线性方程为Y=9.26×106X+2 093.79,r=0.999 5,方法线性范围为0.005~0.06 mg/mL,检出限为2.927 ng,峰面积的相对标准偏差为0.57%,回收率范围为98.85%~100.94%。该方法易于操作、反应时间短、精密度高。用该方法测定了20种发芽糙米中γ-氨基丁酸含量(22.68~88.36 mg/100 g,以干质量计),结果表明,发芽糙米中γ-氨基丁酸含量随品种不同而不同,其中中嘉早17和浙福802明显高于其他品种(P0.05),故在实际生产中可尝试作为发芽糙米副产品的原料。     

从酸菜液中筛选产γ-氨基丁酸的菌株

从腌制的酸菜液中,采用乳酸菌分离纯化法,经初筛、复筛得到一株产γ-氨基丁酸的菌株,编号为LpL-0212,对菌株进行形态学观察和生理生化实验及16S rDNA、atpA基因序列分析鉴定,鉴定该菌株为Enterococcus faecium。在含2%谷氨酸钠的TYG发酵培养基中静置培养24h,经薄层层析定性、高效液相色谱法测定,发酵液中的γ-氨基丁酸含量可达到102.37μmol/L。     

发酵鸡肉肠中γ-氨基丁酸富集条件的优化

采用人工接种乳酸菌的方法,对发酵鸡肉肠中γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid,GABA)进行富集。首先鸡肉肠中分别添加不同来源的乳酸菌,筛选GABA富集的最佳发酵菌种;然后研究外源添加物L-谷氨酸(L-Glu)、VB_6和CaCl_2对鸡肉肠中GABA含量的影响,并采用Box-Behnken试验设计优化添加量。结果表明,3种不同来源的乳酸菌发酵鸡肉肠,其中酸奶乳酸菌与泡菜乳酸菌产GABA的能力较弱,均低于10 mg/100 g,耐久肠球菌产GABA能力最强,GABA含量达到62.14 mg/100 g,显著高于其他两种菌(P0.05);Box-Behnken设计得到发酵鸡肉肠富集GABA的最优外源添加物添加量为L-Glu 7.75 mg/100 g、VB_6 6.73 mg/100 g、Ca Cl2 8.35 mg/100 g,在此条件下鸡肉肠中GABA含量为68.32 mg/100 g,是未添加外源物含量的1.10倍,比普通鸡肉肠约提高10倍。方差分析表明,所建的回归模型能够很好地预测鸡肉肠中GABA含量的变化。其中,3种外源添加物的添加量均极显著影响鸡肉肠中GABA含量(P0.01),L-Glu和VB_6添加量的交互作用以及L-Glu和CaCl_2添加量的交互作用均显著影响鸡肉肠GABA含量(P0.05)。     

高产γ-氨基丁酸的富锌乳酸菌培养基优化及GAD基因的克隆和序列分析

为了检测和提高乳酸菌γ- 氨基丁酸(GABA)产量,本研究采用纸层析预染法分析Lactobacillus brevis BS2最佳发酵产GABA 条件为：pH5.0,以葡萄糖为碳源,以大豆蛋白胨和牛肉膏为复合氮源,碳氮比为1:1,底物质量分数1%,GABA 产量可达到6.32g/L。采用CTAB 法提取该菌株基因组,并以此基因组为模板应用降落PCR扩增出1407bp 的谷氨酸脱羧酶基因gad,将gad 克隆到T 载体后经测序分析发现与L. brevis strain BH2 的gad 具有高度的同源性,同源性达98%,证明该菌株为高产GABA 的富锌短小乳酸杆菌,在工业应用方面具有很大潜力。     

表达外源谷氨酸脱羧酶基因对重组乳酸乳球菌胁迫抗性的影响

通过在乳酸乳球菌（Lactobacillus lactis）NZ9000外源添加一定浓度的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）和表达可以合成GABA的谷氨酸脱羧酶（glutamic acid decarboxylase,GAD）两种方式,研究L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的表现。结果表明：外源添加GABA的手段对于L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的生长没有明显帮助。与之相反,通过逆转录-聚合酶链式反应克隆茶树中的CsGAD,构建pNZ8148-CsGAD表达载体,可获得高效表达GAD的基因工程重组菌L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD。经2?ng/mL乳酸链球菌素（Nisin）诱导8?h后,高效液相色谱检测表明重组菌合成GABA能力提高5?倍以上。生长曲线测定结果表明,正常培养条件下,重组菌到达对数生长平台期的时间较对照菌延长,到达稳定期的最大生物量（OD600?nm）提高至对照菌的1.5?倍;在pH?4.0的酸性培养条件下,对照菌基本不生长,而重组菌仍保持一定的生长力。低温胁迫实验结果表明,培养至稳定期后期的乳酸菌抗冻能力和存活率均要高于对数期中期和稳定期前期2?个培养阶段,且不同培养阶段中,重组菌的存活率均高于对照菌1～2?个数量级。综上所述,重组的L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD能够通过食品级异源表达CsGAD产生的GABA显著提高乳酸菌抗酸和抗冷冻胁迫的能力。本研究为探索研究乳酸菌抗胁迫机理、改良乳酸菌生长状态以利于其工业化用途的扩展提供了参考。     

低氧通气对发芽粟谷中γ - 氨基丁酸含量的影响

通过分析粟谷发芽期间主要营养物质和γ- 氨基丁酸(GABA)含量变化,探讨粟谷中GABA 富集情况。采用低氧通气的方法对发芽粟谷中游离氨基酸、可溶性蛋白、谷氨酸、GABA 含量和谷氨酸脱羧酶(GAD)活性的动态变化进行研究。结果表明：低氧通气条件下,发芽粟谷芽长增长,但低于对照;游离氨基酸含量急剧增长并 高于对照;可溶性蛋白含量先升高后下降但低于对照;谷氨酸含量在处理24h 内升高,随后下降;GAD 活性呈先升高后下降趋势,并显著高于对照;GABA 含量随处理时间显著增加,处理48h 时,GABA 含量达到24.32mg/100g,是未处理的4.78 倍,比同期对照提高87.51%。由此表明,低氧通气显著提高了发芽粟谷中GABA 含量,且与游离氨基酸含量和GAD 活性显著正相关。     

OPA柱前自动衍生-紫外检测米胚芽中的γ-氨基丁酸的HPLC法研究

研究了OPA柱前自动衍生 紫外检测米胚芽中的γ 氨基丁酸的HPLC法 ,在最适的条件下 ,γ 氨基丁酸的线性范围为 10～ 2 5 0mg/L ,r =0 9999,RSD小于 1 2 % ,回收率为98 7%～ 10 1 2 %。通过富集 ,米胚芽中的GABA含量由 0 3 0 1mg/g提高到 4 3 9mg/g。