[發明專利]γ-氨基丁酸的生產方法

無效

• 申請號: 201210382825.5
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102864190A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 榮金雷;李江濤;楊修亮
• 申請（專利權）人: 山東金城鐘化生物藥業有限公司
• 主分類號: C12P13/00
• 分類號: C12P13/00;C12R1/19
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及一種γ-氨基丁酸的生產方法，屬于醫藥化工技術領域。?

背景技術

γ-氨基丁酸，又名氨酪酸（Gamma-aminobutyric?acid，GABA）。其分子式為H₂N(CH₂)₃COOH，相對分子量為103.2。γ-氨基丁酸（GABA）是一種非蛋白質氨基酸，主要用于醫藥中間體、營養藥等方面。GABA具有安定、抗驚厥、降血壓、增進腦活力、營養神經細胞、促進生長激素分泌以及保肝利腎的作用。近年來，國內外市場對γ-氨基丁酸的需求逐年強勁增長。?

近年來，隨著γ-氨基丁酸在醫藥工業上用途的不斷擴大，γ-氨基丁酸成為一種國際市場上發展前景良好、中國市場需求較大的產品。作為一種具有多種生理功能的生物活性因子，GABA在美國、日本等國家已廣泛用于營養補充劑和功能食品中，而我國在這方面的研究尚處于起步階段，亟待發展和提高。?

γ-氨基丁酸的生產方法有主要有化學合成法、固態發酵法和生物酶轉化法。化學合成法主要采用吡咯烷酮、氫氧化鈉和水按一定比例混合后，在高溫下進行反應，然后通過樹脂分離純化，濃縮結晶而成。吡咯烷酮與氫氧化鈉都為腐蝕性物質，影響人體健康。特別是吡咯烷酮在高溫下，有引起燃燒的危險，且可分解釋放有毒的氧化氮煙氣，操作過程存在危險性，不利于工業化大規模生產。固態發酵法效率低下，產量僅為0.35mg/g，最終純度只有45%。生物酶轉化法以基因工程菌代謝中產生的酶，對底物進行生物轉化，直接產出γ-氨基丁酸。生產過程污染小，無危險性，成本低廉，成為目前γ-氨基丁酸主要的生產方式。?

隨著基因工程技術的發展、工業微生物生物化學信息的增多、特別是工業生物載體系統的成功構建，現在研究者開始用基因工程技術構建產γ-氨基丁酸的菌種，為優良的γ-氨基丁酸生產菌株的篩選提供了可靠的技術保障，采用酶法生產γ-氨基丁酸成為一種廉價的工業化生產方法。?

發明內容

根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種γ-氨基丁酸的生產方法，大大提高了單位發酵液γ-氨基丁酸（GABA）的產量，降低了生產成本，使GABA實現大規模生產制備。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種γ-氨基丁酸（GABA）的生產方法，其特征在于由以甘油、玉米漿、酵母粉、無機鹽為原料，加入誘導劑，經大腸桿菌發酵進行酶表達，在發酵過程中補料，然后加入底物進行轉化；轉化結束后經過陶瓷膜和有機膜進行微濾和超濾，超濾液經過濃縮結晶，過濾，將晶體烘干得到成品。?

所述的誘導劑為異丙基-β-D-硫代半乳糖苷，加入量為0.005-0.01g/L。?

所述的轉化過程中加入磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀，濃度為：磷酸二氫鉀濃度5～10g/L，磷酸氫二鉀濃度3～8g/L，將轉化罐升溫至30～45℃，攪拌下酶促轉化反應，15-20小時。?

所述的轉化前將菌體分離，按質量體積比1:5～10的比例加入配置好的磷酸二氫鉀濃度/磷酸氫二鉀緩沖溶液，導入轉化罐中，補加谷氨酸及甘油進行轉化。?

所述的底物為谷氨酸，濃度為20～50g/L。?

所述的補料過程中加入乳糖，乳糖的濃度維持在1-2g/L。?

本發明中的大腸桿菌是通過離心機進行收集的，收率達到95%以上。?

其中發酵液中生物量80g/L，酶促反應轉化率達98%以上，每升轉化液中GABA濃度達到180g/L。?

本發明的有益效果是：首先利用發酵技術高效表達谷氨酸脫羧酶，通過離心技術出去發酵液中的雜質，然后利用菌體進行轉化。大大提高了單位發酵液GABA的產量，工藝簡單，降低了生產成本，使GABA實現大規模生產制備，使GABA能得到普遍實際應用。?

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步描述：?

實驗材料和方法：?

1、工程菌?

大腸桿菌基因重組工程菌，該菌種由我公司通過基因重組工程技術構建選育，由我公司生物研究所保藏，保藏日期為2011年6月15日，本基因重組大腸桿菌攜帶谷氨酸脫羧酶基因。?

2、發酵培養基?

種子培養基：?

99%甘油20g，?

酵母浸粉5g，?

蛋白胨10g，?

磷酸二氫鉀3g，?

磷酸氫二鉀5g，?

發酵培養基：?

甘油60g，?

酵母浸粉12g，?

玉米漿20g，?

磷酸二氫鉀20g，?