[發明專利]一種合成γ-氨基丁酸的生物轉化方法

有效

• 申請號: 201911105117.5
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110982855B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王凌琴;李海星;賈夢雅;孫天翼
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C12P13/00
• 分類號: C12P13/00;C12N1/20;C12R1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種高效合成γ?氨基丁酸的生物轉化方法。該技術方案以前期選育的短乳桿菌CCTCC M2018462為發酵菌株，通過菌株、培養基、培養工藝三方面的協同配合達到了異常高水平的GABA產量。具體來看，本發明首先將短乳桿菌CCTCC M2018462接種于特定成分的種子培養基中，以30～35℃的溫度搖床培養7～9h，使培養液OD₆₀₀值達4～6之間，得到種子培養液；而后以10％的接種量接入特定成分的發酵培養基中，以30～35℃的溫度靜置培養36～72h，所得培養液中即累積了高含量的GABA。實驗驗證表明，本發明所得的乳酸菌發酵液中GABA含量高達280～320g/L，為目前報道的最高水平。本發明使GABA產量得到顯著提升，為乳酸菌發酵產GABA的規模化應用奠定了良好的基礎。

技術領域

本發明涉及發酵工程技術領域，具體涉及一種高效合成γ-氨基丁酸的生物轉化方法。

背景技術

γ-氨基丁酸(GABA)是一種廣泛存在于動物、植物以及微生物的天然非蛋白質組成的氨基酸，作為哺乳動物中樞神經系統中重要的抑制性神經性遞質，參與各種生理生化反應，具有利尿、降血壓、抗焦慮、健肝利腎、促進腦部回流、營養神經細胞等多種生理功能。

目前，GABA的合成方法主要有化學合成、動植物富集和微生物轉化三種。其化學合成方法涉及毒性試劑，反應條件劇烈，安全性低；動植物富集方法存在產量低、提取困難等缺陷。微生物合成法具有產量高、安全環保、產品易于分離純化等潛在優勢，因此在未來可能成為規模化制備GABA的替代途徑。

近二十年來，利用乳酸菌合成GABA受到廣泛關注。一方面，最近的研究表明，乳酸菌對GABA具有高產潛能；另一方面，乳酸菌作為功能性食品的天然組分，是通常認為安全(GRAS)的微生物。以乳酸菌作為發酵菌種，不僅能發揮自身的益生效應，而且能充分利用GABA的生理功能，應用前景廣闊，有巨大的社會和經濟效益。然而，在常規的發酵菌種及發酵工藝下，GABA產量處于較低水平，不僅直接影響著GABA的制備效率，而且，過低濃度的產物也不利于后期的分離純化。在這種形勢下，如何提升乳酸菌發酵產GABA的產率，成為了亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的技術缺陷，提供一種高效合成γ-氨基丁酸的生物轉化方法，以解決乳酸菌發酵產GABA的過程中，常規乳酸菌菌株及常規發酵工藝所得產率有待提升的技術問題。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種高效合成γ-氨基丁酸的生物轉化方法，該方法是以乳酸菌發酵產γ-氨基丁酸，其中，所述乳酸菌是保藏編號為CCTCC M2018462的短乳桿菌。

作為優選，先將乳酸菌菌種接入種子培養基中進行種子培養，而后再接入發酵培養基中進行發酵培養，其中，所述種子培養基包括以下成分：酵母浸粉 25～35g/L，葡萄糖50g/L，L-谷氨酸鈉28g/L，吐溫80 1～2g/L，MnSO₄·H₂O 0.1～0.2mM；所述種子培養基的pH為5.0。

作為優選，所述種子培養的條件為：以30～35℃的溫度搖床培養7～9h。

作為優選，所述種子培養結束時，種子培養液的OD₆₀₀值為4～6。

作為優選，先將乳酸菌菌株接入種子培養基中進行種子培養，而后再接入發酵培養基中進行發酵培養，其中，所述發酵培養基包括以下成分：酵母浸粉 25～35g/L，葡萄糖2.5～10g/L，吐溫80 1.5～3g/L，MnSO₄·H₂O 0.2～0.6mM，L-谷氨酸650g/L。

作為優選，所述發酵培養的條件為：將種子培養的產物以10％的接種量接入所述發酵培養基，而后以30～35℃的溫度培養36～72h。

作為優選，該生物轉化方法包括以下步驟：