一种生产高纯度γ-氨基丁酸的方法_2

文档序号:8208866阅读:来源:国知局
发明公开了乳酸菌[(Lactic acid bacteria),包括短乳杆菌、肠球菌、戊糖片球菌等]静息细胞发酵生产γ-氨基丁酸(GABA)工艺,利用经过诱导的乳酸菌活性静息细胞体,分散于含有底物的转化缓冲液中,在合适的条件下转化生产γ-氨基丁酸。
[0016]Y-氨基丁酸作为人体内源性抑制性神经递质,具有多种生理功能。在卫生部公告(2009年第12号)批准γ-氨基丁酸为新资源食品之后,可合法上市销售,可根据食品法规在食品中使用。由于新资源食品γ_氨基丁酸的价格昂贵,纯度为20%以上的γ-氨基丁酸产品目前的市场价格800?1200元/kg,研宄者对其乳酸菌等菌种发酵生产γ-氨基丁酸的研宄兴趣更加浓厚,有更多的科技期刊论文和和专利公开发表。在众多的研宄中,使用的菌种多不符合食品法规。要么使用的不是乳酸菌而是其他细菌,例如大肠杆菌、钝齿棒杆菌等,要么使用的是乳酸菌,但不是公告中规定的希氏乳杆菌,而是其他乳酸菌如乳酸乳球菌、植物乳杆菌、短乳杆菌等。即使使用的是希氏乳杆菌,或者工艺复杂,发酵产率较低,难以工程放大生产,或者其产业化生产的成本相对高昂,只能生产纯度为多20%的γ-氨基丁酸产品。到目前为止,在国内取得γ-氨基丁酸生成许可证的厂家中,还没有任何厂家能够生产高纯度(95%)新资源食品γ-氨基丁酸。本项工艺技术的研宄目的是采用新资源食品γ_氨基丁酸的工艺生产,经分离提取获得高纯度(95% )新资源食品γ-氨基丁酸,这对我国市场乃至对外出口,提供高品质的新资源食品γ -氨基丁酸具有十分重要的意义。

【发明内容】

[0017]本发明的目的在于提供一种符合新资源食品公告工艺规定的生产高纯度Y-氨基丁酸方法。以L-谷氨酸钠为原料经希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)发酵生产Y -氨基丁酸,并纯化得到纯度为95%以上的食品级γ -氨基丁酸。
[0018]一种生产高纯度γ -氨基丁酸的方法,按照如下步骤进行:
[0019](l)26-28°c条件下,将希氏乳杆菌在乳酸细菌培养基中培养,160-220rpm振荡培养24-48h,获得种子菌液,按照接种量1-5%,在温度28-30°C的条件下供气在种子扩大培养基中培养48-72h,分批流加L-谷氨酸钠至扩大培养发酵液,同时流加2-4mol/L的盐酸,控制pH 4.5-6.0和反应温度30-40°C,继续反应3_5天,即停止反应;
[0020](2)加热杀菌:发酵结束,将体系升温80-100°C,保持20-40min,杀灭菌体;
[0021](3)冷却:采用薄板冷却器,将上述的发酵液冷却至40_70°C,并导入脱色罐中,待用;
[0022](4)活性炭处理:采用活性炭脱色,发酵液加入占发酵液质量0.1-1.0%的活性炭,保持40-70 °C,搅拌20-40min进行脱色;
[0023](5)过滤:脱色后的发酵液进行趁热过滤,采用0.20-0.24μπι钛棒过滤,分离直至滤液澄清;
[0024](6)离心固液分离:将上述澄清液进行离心,2000-4000g离心10_20min,收集含
γ-氨基丁酸的上清液;
[0025](7)离子交换法脱盐:将上述上清液以1-2倍床体积流速流过强酸性离子交换树月旨,除去反应液中的氯化钠,待阳离子交换树脂吸附饱和后,然后用纯水洗到中性,用2mol/L稀氨水洗脱,氨水用量以树脂当量计;树脂用纯水洗到中性,再用盐酸再生备用;采用离子交换法脱盐法进行纯化,即可获得γ-氨基丁酸溶液,含量达到5-10% ;
[0026](8)喷射循环真空浓缩:采用外循环式真空浓缩,温度60_90°C,获得浓缩γ-氨基丁酸溶液,γ-氨基丁酸浓度达到30-40% ;
[0027](9)结晶干燥:γ-氨基丁酸浓溶液加入95%食用酒精,浓溶液与95%食用酒精用量的体积比为1: 5-10,析出γ-氨基丁酸沉淀结晶,搅拌冷却至室温,离心分离,95%酒精洗涤,甩干,60°C真空干燥4-8小时,得γ -氨基丁酸结晶,白色至淡黄色粉末或颗粒,纯度95%以上。
[0028]所述分批流加L-谷氨酸钠的质量为扩大培养发酵液质量的5%。
[0029]所述乳酸细菌培养基的配方为:鱼蛋白胨或胰蛋白胨l0.0g,牛肉膏l0.0g,酵母浸粉5.0g,葡萄糖20.0g,柠檬酸铵2.0g,乙酸钠5.0g,硫酸锰0.05g,磷酸氢二钠2.0g,余量为去离子水,培养基总量为1L。
[0030]所述种子扩大培养基的配方为:鱼蛋白胨或胰蛋白胨l0.0g,牛肉膏10.0g,酵母浸粉5.0g,葡萄糖20.0g,柠檬酸铵2.0g,乙酸钠5.0g,硫酸锰0.05g,磷酸氢二钠2.0g,谷氨酸钠50g,余量为反渗透水,调pH5-6.5,培养基总量为1L。
[0031]本发明的有益效果:本发明是在新资源食品公告工艺基础上的创新性方法,生产的食品γ-氨基丁酸纯度达到95%,符合食品法规,获得的高纯度氨基丁酸,为透明饮料或功能水的食品饮料研发提供尚品质原料。
【附图说明】
[0032]图1实施例1 γ -氨基丁酸样品HPLC图谱。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0034]实施例1
[0035]一种生产高纯度γ -氨基丁酸的方法,按照如下步骤进行:
[0036](I) 27°C条件下,将希氏乳杆菌在乳酸细菌培养基中培养,ISOrpm振荡培养30h,获得种子菌液,按照接种量3%,在温度29°C的条件下供气在种子扩大培养基中培养56h,分批流加L-谷氨酸钠至扩大培养发酵液,加入量为扩大培养发酵液质量的5%,同时流加3mol/L的盐酸,控制pH 5.0和反应温度35°C,继续反应4天,即停止反应;
[0037]所述乳酸细菌培养基的配方为:鱼蛋白胨或胰蛋白胨l0.0g,牛肉膏l0.0g,酵母浸粉5.0g,葡萄糖20.0g,柠檬酸铵2.0g,乙酸钠5.0g,硫酸锰0.05g,磷酸氢二钠2.0g,余量为去离子水,培养基总量为1L。
[0038]所述种子扩大培养基的配方为:鱼蛋白胨或胰蛋白胨l0.0g,牛肉膏10.0g,酵母浸粉5.0g、葡萄糖20.0g,柠檬酸铵2.0g,乙酸钠5.0g,硫酸锰0.05g,磷酸氢二钠2.0g,谷氨酸钠50g,余量为反渗透水,调pH5.5,培养基总量为1L。
[0039](2)加热杀菌:发酵结束,将体系升温90°C,保持30min,杀灭菌体;
[0040](3)冷却:采用薄板冷却器,将上述的发酵液冷却至50°C,并导入脱色罐中,待用;
[0041](4)活性炭处理:采用活性炭脱色,发酵液加入占发酵液质量0.5%的活性炭,保持50 °C,搅拌30min进行脱色;
[0042](5)过滤:脱色后的发酵液进行趁热过滤,采用0.22 μ m钛棒过滤,分离直至滤液澄清;
[0043](6)离心固液分离:将上述澄清液进行离心,3000g离心15min,收集含γ -氨基丁酸的上清液;
[0044](7)离子交换法脱盐:将上述上清液以1.5倍床体积流速流过强酸性离子交换树月旨,除去反应液中的氯化钠,待阳离子交换树脂吸附饱和后,然后用纯水洗到中性,用2mol/L稀氨水洗脱,氨水用量以树脂当量计;树脂用纯水洗到中性,再用盐酸再生备用;采用离子交换法脱盐法进行纯化,即可获得γ-氨基丁酸溶液,含量达到8% ;
[0045](8)喷射循环真空浓缩:采用外循环式真空浓缩,温度70°C,获得浓缩Y-氨基丁酸溶液,γ-氨基丁酸浓度达到35% ;
[0046](9)结晶干燥:γ-氨基丁酸浓溶液加入95%食用酒精,浓溶液与95%食用酒精用量的体积比为1: 7,析出Y-氨基丁酸沉淀结晶,搅拌冷却至室温,离心分离,95%酒精洗涤,甩干,60°C真空干燥6小时,得γ-氨基丁酸结晶,白色至淡黄色粉末或颗粒,纯度为96 %,其HPLC图谱如图1所示。
[0047]实施例2
[0048]一种生产高纯度γ -氨基丁酸的方法,按照如下步骤进行:
[0049](1)26°0条件下,将希氏乳杆菌在乳酸细菌培养基中培养,160印!11振荡培养2411,获得种子菌液,按照接种量I %,在温度28°C的条件下供气在种子扩大培养基中培养48h,分批流加L-谷氨酸钠至扩大培养发酵液,加入量为扩大培养发酵液质量的5%,同时流加2mol/L的盐酸,控制pH 4.5和反应温度30°C,继续反应3天,即停止反应;
[0050]所述乳酸细菌培养基的配方为:鱼蛋白胨或胰蛋白
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