基于高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌培养基优化

该研究从东北酸菜中筛选出高产γ-氨基丁酸（GABA）的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LAG-1003,并通过单因素试验及响应面法对菌株LAG-1003发酵培养基成分进行优化,以提高该菌产GABA的能力。结果表明,最佳培养基成分组成为：复合碳源（葡萄糖与丁二酸钠比例为3∶1）添加量26 g/L,复合氮源（酵母膏与小米糠比例为1∶1）添加量26 g/L,谷氨酸钠添加量16 g/L。采用优化后的培养基,33℃条件下培养48 h,发酵液中的γ-氨基丁酸的含量为6.15 g/L,是优化前的2.91倍。     

响应面法优化发酵乳杆菌产γ-氨基丁酸的培养条件

γ-氨基丁酸（GABA）是一种广泛分布于自然界的非蛋白质氨基酸,其在生物体内主要由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶的作用下脱羟生成,是目前研究较深入的一种重要抑制性神经传递物质。为了提高发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）SD2112的GABA产量,该研究通过单因素及响应面法优化了菌株SD2112转化谷氨酸生成GABA的发酵条件。结果表明,菌株SD2112产GABA的最佳发酵条件为：底物谷氨酸添加量50 mmol/L、pH值5.0、接种量5%、37 ℃恒温培养72 h。在此优化条件下,GABA产量为2.97 g/L,相比于优化前提高了2.6倍。     

布氏乳杆菌产γ-氨基丁酸发酵条件的优化

从中国传统发酵蔬菜中分离获得2株高产γ-氨基丁酸的布氏乳杆菌S37和布氏乳杆菌J68,为进一步提高其产γ-氨基丁酸的能力,对菌株的发酵条件进行优化。结果表明,2株菌产γ-氨基丁酸的最优条件为:发酵时间72 h、发酵温度35℃、底物L-谷氨酸钠浓度400 mmol/L、初始pH 5.0。在此条件下,菌株的γ-氨基丁酸产量分别为233.9 mmol/L和159.3 mmol/L,对应的L-谷氨酸钠转化率分别为58.5%和39.8%。单因素试验发现叶酸、L-半胱氨酸和氯化锰的添加能显著提高菌株的γ-氨基丁酸产量,在此基础上进一步通过响应面试验对其进行优化,发现对于菌株S37最优添加水平分别为8.37 mg/L、0.94 g/L和0.60 g/L,对于菌株J68其最优添加水平分别为10.16 mg/L、0.97 g/L和0.60 g/L。在该最优条件下,2株菌的γ-氨基丁酸产量分别达到312.6 mmol/L和251.2 mmol/L,对应的L-谷氨酸钠转化率分别为78.2%和62.8%。     

植物乳杆菌LB-17产γ-氨基丁酸培养基优化

以植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum Lb-17）为发酵菌株,以发酵产物γ-氨基丁酸产量为检测参数,对植物乳杆菌发酵产γ-氨基丁酸的发酵培养基进行优化。利用单因素实验和Box-Behnken响应曲面实验对发酵培养基进行优化得到最优培养基为:葡萄糖12.0 g/L、酵母粉18.0 g/L、Ca²⁺ 55.0 mmol/L、Mg²⁺ 60.0 mmol/L、L-谷氨酸钠26.0 g/L。优化后,植物乳杆菌Lb-17发酵γ-氨基丁酸产量达8.037 g/L,是优化前5.49 g/L提高1.5倍。      

1 株产γ-氨基丁酸植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶基因的克隆与表达

以1 株产γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）BC114谷氨酸脱羧酶为研究对象,通过聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）技术获得该酶基因,对其进行生物信息学分析,并转入大肠杆菌BL21（DE3）中实现异源表达。采用实时荧光定量PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳和高效液相色谱分别测定重组菌不同发酵时间点谷氨酸脱羧酶基因的表达量、蛋白表达量以及产GABA能力。结果表明：植物乳杆菌中谷氨酸脱羧酶基因大小为1?410?bp,编码469?个氨基酸,蛋白二级结构由α-螺旋（32.2%）、β-折叠（11.5%）和无规则卷曲（56.3%）构成,完成了该酶的三维结构同源建模;成功构建了重组谷氨酸脱羧酶大肠杆菌,谷氨酸脱羧酶基因在诱导6?h相对表达量最大,而蛋白表达量较基因在转录水平表达量有一定滞后,在8?h达最大值,此时GABA产量也达最高,为2?387?mg/L。     

短乳杆菌生产γ-氨基丁酸培养基的优化

γ-氨基丁酸(GABA)也称氨酪酸,是一种重要的抑制性神经递质,它参与多种代谢活动,具有很高的生理活性。本实验采用单因素、正交设计和SAS响应面分析的方法对以MRS为基础的GABA发酵培养基进行了优化,确定了葡萄糖为最适碳源,黄豆粉和玉米浆为混合氮源,并确定了葡萄糖、黄豆粉和玉米浆的最佳发酵培养基添加量,使GABA产量达到了27.12g/L,比原始培养基的14.03g/L提高了93.30%。     

高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的微波诱变育种

目的利用微波辐照对植物乳酸杆菌进行诱变育种,筛选高产γ-氨基丁酸的正突变菌株。方法以TYG为发酵培养基,37.0℃培养48 h后,测定微波诱变后的植物乳杆菌产γ-氨基丁酸的量。结果诱变后突变菌株W_(462)S_5的γ-氨基丁酸的产量为9.18 g/L,相比于未诱变前的产量(4.64 g/L),提高了97.84%。对正突变菌株W_(462)S_5进行8次传代培养发酵,测得γ-氨基丁酸的产量较为稳定,表明W_(462)S_5是一株遗传性状稳定的正突变菌株。结论微波诱变菌株不仅有操作简单、设备常见、实验条件易于控制等优点,且选育出的菌株具有培养周期短、易于分离纯化、遗传性状稳定等优势。将此方法应用于发酵γ-氨基丁酸生产中,具有一定的研究意义。     

高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的益生特性

采用植物乳杆菌UL-4发酵生产富含γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的鹰嘴豆乳,并通过检测此菌株的耐酸、耐胆盐、抑菌、表面特性、降解胆固醇和甘油三酯的能力评价其益生特性。结果表明：菌株发酵鹰嘴豆乳48 h后,活菌数为7.81（lg（CFU/mL））,GABA产量为371.14 mg/L。pH值为2、3、4时,菌株的存活率分别为46.67%、91.81%、174.21%;在质量分数为0.03%、0.15%和0.3%胆盐中的存活率分别为382.83%、91.81%、56.28%,显示出良好的耐酸耐胆盐特性;菌株的表面凝集性和疏水性分别为52.49%和61.50%,在肠道具备一定的黏附和定植能力;菌株具有良好的抑菌特性,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏菌的抑菌圈直径分别为14.40、15.77、13.36 mm;菌株具备对胆固醇和甘油三酯的降解能力,降解率分别为73.23%和19.11%。植物乳杆菌UL-4能够发酵鹰嘴豆乳产GABA,又具有良好的益生特性,可用于开发功能性食品。     

四川泡菜中产γ-氨基丁酸微生物的分离及鉴定

为了获得具有产γ-氨基丁酸微生物,从四川传统腌制泡菜中分离到30株乳酸菌和5株酵母菌。通过薄层层析定性检测到2株乳酸菌具有产γ-氨基丁酸能力。两株乳酸菌以2%接种量,30℃发酵72h,利用氨基酸自动分析仪定量检测发酵液,γ-氨基丁酸浓度分别为501.4mg/100g、265.4mg/100g。通过16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定这2株菌为短乳杆菌(Lactobacillus brevis)。5株酵母菌的发酵液均未检测到γ-氨基丁酸。     

γ-氨基丁酸发酵乳的研制

通过内蒙古发酵乳制品中分离出的高产γ-氨基丁酸(GABA)的菌株与传统发酵酸奶的菌株(德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌)相结合,研制出GABA发酵乳。采用16S rDNA序列分析,对分离到的菌株进行了属种鉴定;通过菌株复配、优化发酵温度和接种量,使最终的产品性状优良,且保证GABA的产量相对较高;并用高效液相色谱技术检测产品中GABA的含量。结果表明:分离出的高产GABA的菌属于植物乳杆菌;当植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌比例为0.5∶0.5∶1.5,接种量为2%,发酵温度为43℃时,产品的性状最优,且GABA的产量也相对较高;运用高效液相色谱法测得发酵乳中GABA的含量为1.515 1 g/L。该菌株作为发酵剂,将对今后开发新型功能性乳制品提供基础。     

直投式产γ-氨基丁酸植物乳杆菌冻干保护剂生产工艺的优化

采用单因素实验和正交实验对产γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid,GABA）的植物乳杆菌Lp-Lw-131冻干保护剂进行筛选和优化,得到最佳保护剂配方为脱脂乳粉15.0g/L,蔗糖20.0g/L,麦芽糊精25.0g/L,甘油3.0m L/L。冻干后存活率为75.3%。将植物乳杆菌添加与未添加保护剂冻干后得到的菌粉进行电镜观察,添加保护剂的菌体结构和形态保持较好。      

Lactococcus raffinolactis Y-12产γ-氨基丁酸发酵条件优化

为提高乳球菌产γ-氨基丁酸的能力,采用响应面法优化棉籽糖乳球菌Y-12产γ-氨基丁酸发酵条件。在单因素试验结果基础上,选择发酵温度、发酵时间和初始p H为自变量,以GABA产量为响应值,运用Box-Behnken法设计3因素3水平响应面设计。结果表明,响应面模型与实际情况拟合良好,能够较好预测GABA产量。获得最佳发酵条件为接种量4%、发酵温度34℃、发酵时间73h和初始pH 6.0,在此条件下GABA产量为4.06 g/L,与理论值(4.153 g/L)相比,相对误差仅为2.29%。     

富含γ-氨基丁酸的发酵糙米米粉工艺研究

利用响应面分析法对植物乳杆菌接种的发酵糙米米粉发酵工艺进行研究。以γ-氨基丁酸含量为响应指标,以发酵时间、接种量、发酵温度为单因素考察指标,在Box-Behnken实验设计原理的基础上采用三因素三水平的响应面分析法研究了各因素的显著性及交互作用。确定的最佳发酵条件为:发酵时间52h、接种量2%、发酵温度40℃。此条件下的发酵样γ-氨基丁酸的含量为3.14mg/g,与预测值的相对误差为0.8%,加工成型后的糙米粉γ-氨基丁酸含量为2.92mg/g。      

乳酸乳球菌发酵生产γ-氨基丁酸的条件优化

通过对乳酸乳球菌的发酵培养基及发酵条件进行优化,得到有利十GABA产量的培养基组分为葡萄糖10g/L、混合氮15g/L、混合氮源(柠檬酸二三铵:硫酸铵)成分比例2:1、谷氨酸20g/L:有利于GABA产量的发酵条件为培养基仞始pH6.5、培养温度30℃、培养时间26h.在最佳培养基组合和发酵条件下,发酵液中GABA的产量达9.01g/L.     

植物乳杆菌163产抗菌物质的发酵条件优化

本文优化了从泡菜中发现的一株植物乳杆菌163产植物乳杆菌素的发酵条件,并通过单因素实验、PlackettBtmnan实验、Box-Behnken实验的响应面方法得到的最佳的发酵培养基为:麦芽糖浆55 g/L,玉米浆干粉20 g/L,乙酸钠8 g/L,柠檬酸氢二铵6 g/L,吐温-80 1.26 g/L,发酵条件:初始p H4.7,接种量为2%。最终抑菌圈直径提高到了31.90 mm,比原来的MRS培养基发酵提升了1.10倍。本次优化不仅提升了发酵液的抑菌活性,并且获得了一种成本低廉的可以大规模应用的食品级培养基配方。      

短乳杆菌发酵提高糙米中γ-氨基丁酸含量的研究

以获得富含γ-氨基丁酸(GABA)的糙米粉为目的,接种可食用乳酸菌对发酵条件进行优化。通过单因素试验和响应面试验,确定接种短乳杆菌P-14发酵糙米产GABA的最佳条件为:谷氨酸钠(MSG)添加量1%,发酵温度35℃,发酵时间3d,在此条件下,GABA理论含量为864.38mg/100g。经过验证实验,得到GABA含量为(851.24±34.15)mg/100g,与理论含量相近。采用优化后发酵工艺进行发酵的糙米中GABA含量比糙米原料提高了80倍,显示出发酵糙米产GABA的优势。     

高产γ-氨基丁酸植物乳杆菌的筛选、鉴定及益生特性

从东北酸菜和韩国泡菜中筛选高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌菌株,对其测序鉴定乳酸菌种类,并深入研究该菌株的益生特性。结果表明：通过16S rDNA 测序鉴定该菌株为植物乳杆菌,命名为Lactobacillus plantarum Lp3。该菌株有良好的生长和产酸能力,接种2～12 h 生长较快进入对数期,接种0～6 h 快速产酸。益生特性表明：L.plantarum Lp3 菌株对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌均有较好的抑制效果,对沙门氏菌抑菌圈直径达32.27 mm。当胆盐浓度为0.5%和pH 值为2.0 时,L.plantarum Lp3 菌株活菌数分别为7.12 lg（CFU/mL）和7.29 lg（CFU/mL）,说明其具有良好的耐胆盐及耐酸能力。同时,L.plantarum Lp3 菌株在胃肠道中表现出很好的生存能力,对常用的红霉素、氯霉素和四环素等抗生素具有一定的敏感性。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的发酵条件优化

为了发掘特色酸乳中的优质乳酸菌资源,提高菌株的γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）产量,对前期一株分离自传统酸乳中的产GABA戊糖乳植杆菌（Lactiplantibacillus pentosus,L.pentosus）Z6-15,通过单因素试验及响应面设计法优化其GABA发酵工艺。结果表明,菌株的最佳发酵工艺：葡萄糖20 g/L、酵母粉10 g/L、蛋白胨11.5 g/L、乙酸钠 5 g/L、L-谷氨酸钠（sodium hydrogen glutamate,L-MSG）4.5 g/L、K2HPO42 g/L、柠檬酸三铵 2 g/L、MnSO40.05 g/L、MgSO40.2 g/L、吐温-80 0.1%、初始pH值5.5,接种量4%、装添量175 mL,此优化条件下,菌株于37℃、160 r/min发酵培养72 h后,其GABA产量为3.96 g/L,较优化前提高了39.63%。     

短乳杆菌GLB-127发酵制备γ-氨基丁酸

短乳杆菌(Lactobacillus brevis)为国家卫健委批准用于制备γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)的微生物菌种。利用短乳杆菌发酵表达谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD),将GAD全细胞用于催化L-谷氨酸生产GABA的研究具有重要意义。采用扫描电子显微镜与分子生物学手段鉴定了1株短乳杆菌GLB-127,构建了该乳酸菌的系统发育树。通过优化发酵及转化条件,包括培养转速、培养温度及全细胞催化酶加量等条件,初步确定了短乳杆菌制备GABA的工艺;然后又对发酵培养基进行了优化,使得GAD活力及GABA产量有了明显提升。经10 L发酵罐放大培养,GABA质量浓度达到了345.1 g/L,转化率为98.5%,GAD活力达315.9 U/g。该研究为新食品原料GABA的工业化生产奠定了基础。     

短乳杆菌和植物乳杆菌产γ-氨基丁酸及其关键基因的研究

为研究乳杆菌γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的产量以及其与谷氨酸脱羧酶系统关键基因表达的相关性,实验结合GABA产量、基因组学调查和谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)系统基因的扩增结果,发现产GABA的菌株在短乳杆菌、植物乳杆菌中分布较多,这2个种属可作为产GABA菌株的主要筛选对象。通过qRT-PCR研究短乳杆菌和植物乳杆菌不同生长时期GAD相关基因转录情况,结果表明,短乳杆菌的gad B和gad C的表达量变化情况相似,且在对数后期或稳定前期达到高峰。文中的短乳杆菌高产GABA可能与其gad C和gad B的高表达有关。植物乳杆菌的gad B表达变化与短乳杆菌类似,但是与GABA的产量之间相关性较弱,可能存在其他因素的影响。该研究为产GABA菌株的筛选,乳杆菌中GAD基因的表达调控,GABA发酵工艺的优化提供了理论基础。