专利名称：一种米糠中谷氨酸脱羧酶(gad)的酶激活方法
技术领域：
一种米糠中谷氨酸脱羧酶的酶激活方法，具体内容涉及利用酶生物技术激活米糠中谷氨 酸脱羧酶制备富含Y-氨基丁酸米糠的方法，属于食品生物技术领域。
背景技术：
稻米的加工过程中，首先通过去稻壳和稻谷外壳得到糙米，其次碾白通过除去糙米外面 的褐色皮层得到白米，主要副产物米糠包括糊粉层，珠心层，果皮层以及它们之间的几个亚 层，但实际生产中的米糠还混有大米胚芽和碎米。稻谷是我国第一大粮食品种，每年生产约 丄.85亿吨，占全国粮食总产量的42%。米糠是稻谷加工的副产品，米糠占稻米重量的5-8%， 我国年产量约1，000万吨，是一种量广面大的可再生资源。联合国工业发展组织把米糠称之 为一种未充分利用的原料。现代研究证明，米糠是稻谷籽粒的精华所在，它集中了64%的营 养成分。
除了含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素、膳食纤维和矿物质等营养素外，还含有生育 酚、生育三烯酚、脂多糖、谷维醇、角鳖烯等多种天然坑氧化剂和生物活性物质，对人体 健康和现代文明病的预防和治疗具有重要作用。
目前，国外在米糠的综合开发利用上已取得不少成功经验。美国是世界上研究开发米糠 资源最早最具权威的国家之一。据悉，美国稻谷创新公司和利普曼公司在米糠稳定化技术及 米糠营养素、米糠营养纤维、米糠蛋白、米糠多糖等提取、分离、纯化技术方面已有重大突 破，多项技术可被推广应用。研究证明，米糠经过深度开发利用，可增值60倍左右。
Y-氨基丁酸(GABA)是存在于哺乳动物脑、脊髓中的抑制性神经传递物质，由谷氨酸经 谷氨酸脱羧酶(GAD)催化转化而来。研究表明，GABA具有降血压、抗衰老、改善脑机能、 精神安定、促进长期记忆、促进生长激素分泌、肾功能活化、肝功能活化等作用，将其应用 于功能性食品中将大有可为。近年来，富含GABA食品的研究与开发，包括植物(米胚芽、米 糠、绿茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由来的GABA食品，成为国外、尤其是日本 研究的热点。
GABA的制备方法有化学合成法及生物酶法。目甜GABA在我国主要是化学合成方法生产， 用于医药原料，不适合在功能食品或营养补充剂中应用。生物酶法主要是利用生物材料中的 谷氨酸脱羧酶(GAD)转化L-谷氨酸(GIu)生产GABA，酶法具有环境清洁和高效的优点。用 于生产GABA的GAD主要来自于微生物和植物。微生物中有报道被用来生产GABA的主要是大 肠杆菌和乳酸菌。由于微生物GAD是胞内酶， 一般将大肠杆菌菌体作为生产GABA的酶源，但这种GABA产品也无法在食品中应用。富含GABA的乳酸菌发酵液可用于食品中，发酵液中GABA 含量约为200mg/ml。此外，植物尤其是食物中天然存在的GAD也是生产食品用GABA的非常 好的酶源。
由于稻米中的GAD主要集中在胚芽部位，碾米时同皮层一起混入米糠。米糠作为稻米加 工副产品，原料来源广和成本低廉，基于米糠GAD的性质，激活米糠中GAD活性，利用米糠 来富集GABA，制备GABA食品添加剂具有重要的经济和社会意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种激活米糠中GAD的方法，充分发挥米糠中GAD的活性，进一步 制备富含GABA米糠。
本发明的技术方案以米糠为原料，通过四个不同的方案激活米糠内源GAD,反应得到富 含Y-氨基丁酸(GABA)的反应液。
本发明的四个米糠GAD酶激活方案描述如下
1. 米糠和水料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 1O-15腿ol/L的CaCl2， 0. 5-l鹏ol/L的PLP，温度40。C、 1.0-2. Og/L抗坏血酸或0.5-1. Og/L乳酸，pH5. 6、 水浴反应6-8小时。
2. 米糠和50mmol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5°/。的Glu， 10-15mmol/L 的CaCl2， 3-5誦l/L的VBe，温度40。C、 pH5. 6、水浴反应6-8小时。
3. 米糠和5Ommol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0,卜O. 5°/。的谷氨酸钠(Glu-Na)， 10-15mmol/mol的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP,温度40。C、 pH5. 6、水浴反 应6-8小时。
4. 米糠和50咖ol/L磷酸缓冲液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 10-15ranol/L 的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP，温度40。C、 pH5. 6、水浴反应6-8小时。
米糠GAD的酶激活方法可用于高浓度GABA米糠的制备，和以米糠为原料生产GABA。 本发明的有益效果，运用现代生物技术和酶技术激活米糠中GAD,进一步制备具有重要
生理功能的GABA，使米糠可以作为一种营养丰富、生理功能卓越的健康食品原料而进一步开
发利用，这样不仅可提高大米加工综合利用价值和粮食生产的经济效益，还可使粮食生产走
上良性循环的道路。
具体实施例方式
实施例1
称取15g米糠，加入水90g水，加入4. 5gGlu ， 0. 17gCacl2, 0. 029gPLP在pH5. 6和 1. 0-2. Og/L抗坏血酸或0. 5-1. Og/L乳酸调pH5. 6，在4(TC温度下振荡反应8小时。实施例2
称取15g米糠，120g 50mmol/L磷酸缓冲液，加入4. 5g Glu， 0. 17g的CaCl2， 0. lg 的VBe，温度40'C、 pH5.6、水浴反应8小时。 实施例3
称取15g米糠，120g 5Ommol/L磷酸缓冲液，加入5. 0g Glu-Na， 0. 17g的CaCl2， 0.029gPLP，温度40。C、 pH5.6、水浴反应8小时。 实施例4
称取15g米糠，120g 50腦1/L磷酸缓冲液，4. 5g Glu, 0. 17g的CaCl2， 0. 029gPLP， 温度40。C、 pH5. 6、水浴反应8小时。
权利要求
1.一种米糠中谷氨酸脱羧酶的酶激活方法，其特征为米糠和水料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl2，0.5-1mmol/L的PLP，温度40℃、1.0-2.0g/L抗坏血酸或0.5-1.0g/L乳酸，pH5.6、水浴反应6-8小时。
2. 根据权利要求l所述，可用50mmol/L的磷酸盐缓冲液代替水，并代替抗坏血酸和乳酸调 节pH。
3. 根据权利要求1所述，可用0. 1-0. 5%的谷氨酸钠(Glu-Na)代替价格昂贵的谷氨酸(Glu)。
4. 根据权利要求l所述，可用3-5mmol/L的VB6部分或全部代替磷酸吡哆醛(PLP)。
全文摘要
一种米糠中谷氨酸脱羧酶的酶激活方法，具体内容涉及利用酶生物技术激活米糠中谷氨酸脱羧酶制备富含γ-氨基丁酸米糠的方法，属于食品生物技术领域。本发明通过添加谷氨酸(Glu)、谷氨酸钠(Glu-Na)、氯化钙、磷酸吡哆醛(PLP)、VB<sub>6</sub>，利用磷酸缓冲液或抗坏血酸或乳酸调节pH，在一定温度下激活GAD的活性，反应得到富含γ-氨基丁酸(GABA)的反应液。本发明可用于高浓度GABA米糠的制备，和以米糠为原料生产GABA。使米糠可以作为一种营养丰富、生理功能卓越的健康食品原料而进一步开发利用，具有一定的经济和社会意义。
文档编号C12N9/99GK101294155SQ20071002175
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者张志斌 申请人:张志斌