生物转化法生产γ-氨基丁酸的研究进展
γ-氨基丁酸高效生物合成关键技术创新及产业化示范
γ-氨基丁酸高效生物合成关键技术创新及产业化示范随着人们对健康的关注日益增加，尤其是在养生与保健领域，对谷氨酸钠、谷氨酸食品添加剂的需求也在不断增加。
目前市场上的谷氨酸钠一般是通过发酵得到的。
但是，这种传统的发酵工艺存在一定的局限性，细胞生产能力较低，产量不高，培养过程复杂等问题。
为了解决这些问题，科学家们不断进行技术创新，推动γ-氨基丁酸高效生物合成技术的发展与产业化示范。
γ-氨基丁酸是一种具有重要生理活性的氨基酸，在医药、食品、化妆品等领域有广泛的应用。
高效生物合成关键技术的创新主要包括菌株筛选与改造、代谢途径优化、培养过程控制等方面。
首先，菌株筛选与改造是生物合成技术的基础。
科学家们通过对多个菌株的筛选和比较，最终选择出具有高催化性能的菌株进行改造，以提高产量和催化效率。
例如，研究人员通过基因工程手段，使大肠杆菌内的γ-氨基丁酸合成代谢途径得以改造，提高了菌株的γ-氨基丁酸产量。
其次，代谢途径优化是提高生物合成效率的关键。
通过对代谢途径的调控，可以实现底物利用率的提高和副产物减少，从而提高产率和纯度。
科学家们通过基因组学、转录组学、蛋白组学等技术手段，对菌株的代谢途径进行全面分析和优化，最大程度地发挥γ-氨基丁酸合成途径的催化效果。
最后，培养过程控制是确保高效生物合成的关键环节。
通过对培养条件、培养基配方、培养器具等方面的优化，可以提高生物合成的效率和稳定性。
科学家们研究了酸碱度、温度、搅拌速度、培养时间等因素对生物合成的影响，通过优化这些参数，使得γ-氨基丁酸的生产达到了较高的产量和质量。
γ-氨基丁酸高效生物合成技术的产业化示范是推动相关产业发展的重要环节。
在实际生产中，科学家们先进行小规模的试验和验证，然后逐步扩大规模，最终实现工业化生产。
在这个过程中，技术创新和产业化运作密切结合，通过引入先进的设备和制度，优化流程和降低成本，推动γ-氨基丁酸产业得到良好的发展。
对于γ-氨基丁酸高效生物合成关键技术的创新及产业化示范，可以说取得了重要的进展。
微生物发酵法制备γ—氨基丁酸的研究进展
微生物发酵法制备γ—氨基丁酸的研究进展作者：杨宏芳朱宏阳李泳宁王金海林伟铃来源：《安徽农业科学》2017年第24期摘要γ-氨基丁酸（GABA）是一种广泛存在于动植物体内的非蛋白质天然氨基酸，具有重要的生理活性，在医疗、食品加工等领域应用广泛。
论述了微生物发酵法生产GABA及乳酸菌的诱变选育和发酵条件优化等方面的研究进展。
关键词γ-氨基丁酸；乳酸杆菌；研究进展Research Progress on the Preparation of γ-aminobutyric Acid by Microbial FermentationYANG Hong-fang，ZHU Hong-yang*，LI Yong-ning et al （Fujian Health College，Fuzhou，Fujian 350101 ）Abstract γ-aminobutyric acid is one of non-protein natural amino acids which widely exists in animals and plants.GABA has wide application in the medical and food industries due to its important physiological activity.This paper discusses the GABA production by microbial fermentation and the research progress of mutation breeding of lactic acid bacteria and its optimization of culture medium.Key words γ-aminobutyric acid；Lactic acid bacteria；Research progressγ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA，又称氨酪酸），分子式为C4H9NO2，分子量103.12，是广泛存在于动物、植物和微生物中的一种非蛋白质天然氨基酸[1]。
γ-氨基丁酸的有关研究与进展
γ-氨基丁酸的有关研究与进展1.引言γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid），简称GABA，别名氨酪氨酰或哌啶酸，是一种广泛分布于哺乳动物、植物和微生物中的四碳非蛋白质氨基酸，主要由谷氨酸（glutamic acid，Glu）经谷氨酸脱羧酶（glutamate decarboxylase，简称GAD 或GDC）催化而来[1，2]。
GABA 是哺乳动物中枢神经中的一种重要神经抑制性介质，介导了40% 以上的神经抑制性信号[3]。
GABA在人体内发挥着极其重要的生理功能，主要功能是降血压[3]，另外也可以促进脑的活化，镇静、抗惊厥、抗癫痫，促进睡眠，延缓脑衰老，补充人体抑制性神经递质，同时还能抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能等[3-5]。
GABA因其较好的生理功能和应用前景，已受到世界学术和企业界越来越多的关注和研究。
而与国外相比，我国有关GABA的研究开发报道较少，有待大力研究开发。
GABA作为一种新型的功能性因子正越来越引起国内人们的关注，对GABA的保健功能和作用机理的进一步深入探讨，必将对其应用起到极大的推动作用。
2.GABA的物化特性GABA为白色结晶或结晶性粉末，熔点202℃，极易溶于水，微溶于热乙醇。
GABA在绝大多数状态下是以带正电的氨基和带负电的羧基的两性离子形式存在的。
GABA的存在状态决定了分子构象：气态时，由于两个带电基团的静电作用，分子构象高度折叠，固态时，由于两个基团构象产生的分子间相互作用，分子构象伸展;液态时，这两种分子构象同时存在。
GABA多变的构象便于和不同的受体蛋白结合，从而发挥其不同的生理功能[6]。
3.GABA的生物活性GABA是哺乳动物脑组织中重要的起抑制作用的神经抑制剂。
根据对激动剂和拮抗剂敏感性的不同，GABA受体可以分为A型（GABAA）、B型（GABAB）、C 型（GABAC）这三种类型[4，6]。
哺乳动物大脑中含量最多的也是最重要的GABA受体是GABAA。
γ-氨基丁酸
γ-氨基丁酸的生理学功能及研究现状摘要：本文主要对γ- 氨基丁酸的生理功能及生物合成方法进行了综述，并对其研究前景进行了展望。
γ-氨基丁酸(简称GABA)，是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，在动物、植物和微生物广泛存在。
它为哺乳动物中枢神经系统一种主要的抑制性神经递质。
关键词：γ-氨基丁酸；谷氨酸脱羧酶；生理学功能γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)，又称氨酪酸，是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，是谷氨酸为谷氨酸脱羧酶转化的产物。
分布非常广泛，在动物、植物和微生物中均有G A B A存在。
GABA为哺乳动物中枢神经系统一种主要的抑制性神经递质，介导了4 0%以上的抑制性神经传导。
1 、GABA的生理功能1.1 镇定，抗焦虑1950年，Flory等人在哺乳动物的脑萃取液中首次发现GABA。
近年来的研究表明，GABA 是中枢神经系统的一种抑制性传递物质，它是脑组织中最重要的神经递质之一，可结合抗焦虑的受体使之激活，阻止与焦虑有关的信息抵达脑中枢，从根本上镇定神经,起到抗焦虑的效果。
1.2 降血压高血压是现代社会的高发病，它是一种慢性的心脑血管疾病，是造成冠心病、恼辛中等心脑血管疾病的主要因素之一。
据统计，全世界每年因高血压引起的心脑血管疾病的死亡人数超过1200万。
GABA的舒缓血管和降血压的药理功能已经在大量的动物实验和临床医学中得以证实。
哺乳动物的脑血管中有G A B A-能神经支配，并存在相应的受体，GABA与起扩张血管作用的突触后GABAA受体和对交感神经末梢有抑制作用的GABAB受体相结合，同时抑制抗利尿激素后叶加压素的分泌,有效促进血管扩张,使血压降低.能有效促进血管扩张，从而达到降血压的目的。
G A B A通过脑内GABA-能系统的调节，起到抑制心血管和调节血压的作用。
1.3 改善神经机能已有实验证明，在大鼠、猫和犬等一些动物的脑血管中有GABA能神经支配系统，而且该系统还参与脑循环的调节,提高葡萄糖磷酸酯酶的活性,使脑部血液流畅，促进脑组织的新陈代谢和恢复脑细胞功能，改善神经机能。
γ-氨基丁酸纯化的研究
性神经递质 ， 具有重要 的生理功能 。 目前 ， 已有 大
量关 于 Ｇ Ａ Ｂ Ａ生 物 合 成 方 面 的 研 究 ， 但 是 关 于
以每 １ ０ Ｏ ａ ｒ Ｌ醋 酸 一 醋酸盐缓冲液（ ｐ Ｈ ５ ． ０ ， ０ ． ２
ｍｏ Ｐ Ｌ ） 计， 含 ＭＳ Ｇｌ ｇ ， 固定化 酶 １ ５ ｇ ， 在１ ． ５ ｈ 内可完 全 反应 （ 纸 层 析 检 测 不 到 ＭＳ Ｇ的斑 点 ） 。 反应 液 中共
忽 略不 计 ， 反应液 ｐ Ｈ在 ５ ． ５ 左右 ， 此 外 溶 液 中还 会 存 在 破 碎 的海 藻 酸 钠 等 可 见 微 粒 。按 理 论 值 每 升 树 脂 可 以交 换 Ｇ Ａ Ｂ Ａ ２ ｒ ｎ ｏ ｌ ， 交 换 反 应 中 生 成 的
酶反应偶联体系建立进行研究 。
１ 强 酸性 阳离 子 交换树 脂 离子 交换 条件 的 研究
将配制好 的２ ４ ０ ｍＬ 过 柱 液 以确 定 的最 佳 流 速
够提 取 高纯度 产品 。
关键 词 一 氨基 丁酸 ； Ｇ Ａ Ｂ Ａ； 分离； 提取 ； 酶反应； 研 究
中图分类号 ： Ｔ Ｑ Ｉ １ ４ ． ２ ６ 文献标识码： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８ － ０ ８ ９ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６ — ０ ０ ３ ５ — ０ ２
柱液分别以 ２ 、 ３ ｍ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ 的流速通过树脂层 ， 检测流
一
３ ５ —
石 河子科 技
总第 ２ １ ５ 期
出液 中 Ｇ Ａ Ｂ Ａ含量 ， 确 定过 柱液 流速 。
１ ． ５ 最 大交换 量 的确定
内径 为 １ ６ ｍｍ， 长度为 ２ ０ ａｍ。柱 子 过 长 ， ｒ 会 引 起 柱 压高 ， 不便 于反 应液 从底 端 泵人 以及对 固定化 的酶
γ-氨基丁酸（GABA）的研究进展
周俊萍，徐玉娟，温靖，等. γ-氨基丁酸（GABA ）的研究进展[J]. 食品工业科技，2024，45（5）：393−401. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004ZHOU Junping, XU Yujuan, WEN Jing, et al. Research Progress of γ-Aminobutyric Acid (GABA)[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(5): 393−401. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004· 专题综述 ·γ-氨基丁酸（GABA ）的研究进展周俊萍1,2，徐玉娟1，温 靖1, *，吴继军1，余元善1，李楚源3，翁少全3，赵 敏3（1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业农村部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州 510610；2.华南农业大学食品学院，广东广州 510642；3.广州王老吉大健康产业有限公司，广东广州 510623）摘 要：γ-氨基丁酸（GABA ）是一种广泛分布于动、植物和微生物体内的非蛋白氨基酸，于2009年被我国卫健委批准为“新资源食品”，在食品、医药、饲料等领域具有十分广阔的应用前景，近年来有关GABA 的研究也逐渐成为热点。
本文阐述了GABA 的生物合成与代谢途径，归纳了GABA 的化学合成、植物富集方法及目前常用的GABA 检测技术，并对比分析其优缺点。
此外，本文对GABA 的主要生理功能及其作用机制进行总结，并对GABA 的未来研究和发展趋势进行展望，以期为今后GABA 的研究与应用提供参考。
关键词：γ-氨基丁酸，代谢途径，富集，检测方法，生物活性本文网刊:中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1002−0306（2024）05−0393−09DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004Research Progress of γ-Aminobutyric Acid (GABA)ZHOU Junping 1,2，XU Yujuan 1，WEN Jing 1, *，WU Jijun 1，YU Yuanshan 1，LI Chuyuan 3，WENG Shaoquan 3，ZHAO Min 3（1.Sericultural & Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Functional Foods, Ministry of Agriculture, Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Guangzhou 510610, China ；2.College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China ；3.Guangzhou Wanglaoji Lychee Industry Development Company Co., Ltd., Guangzhou 510623, China ）Abstract ：γ-aminobutyric acid (GABA) is a non-protein amino acid discovered in animals, plants, and microorganisms that was approved as the "new resource food" by the National Health Commission of the People's Republic of China (NHC) in 2009. It has a wide range of applications in food, medicine, feed, and other industries, and the research has grown increasingly popular in recent years. The paper reviews the bio-synthesis and metabolic processes of GABA, summarizes the methods of chemical synthesis, plant enrichment, and present GABA detection techniques, and discusses their advantages and limitations. Furthermore, the main physiological functions and mechanism of GABA are summarized, and GABA’s research and development trend is also presented, in order to provide reference for future research and application of GABA.Key words ：γ-aminobutyric acid ；metabolic pathways ；enrichment ；detection method ；bioactivityγ-氨基丁酸（GABA ）又称4-氨基丁酸，氨基取代基位于C-4位置，分子式为NH 2（CH 2）3COOH ，结构式如图1，其相对分子量为103.12，熔点202 ℃，白色至浅黄色结晶物质，易溶于水，不溶于或难溶于有收稿日期：2023−05−04基金项目：国家荔枝龙眼产业技术体系（CARS-32-13）；广东省农业科技创新及推广项目（2023KJ107-3）；茂名市荔枝现代贮运保鲜关键技术研究项目（2021S0061）；广东荔枝跨县集群产业园（茂名）项目；广东省农业科学院学科团队建设项目（202109TD ）。
全细胞生物转化法制备γ氨基丁酸
６
湖北大学学报( 自然科学版)
第 ４１ 卷
目前ꎬＧＡＢＡ 的制备方法主要有化学合成法、微生物合成法和植物富集法. 其中植物富集法产量较 低ꎻ化学合成法反应剧烈、成本高昂、环境污染严重和安全性差ꎻ而微生物合成法具有条件温和、产量高、 能耗低等优点ꎬ从而成为目前主要的生产方法. 全细胞转化法可提高底物转化率和产品纯度ꎬ简化纯化 工序ꎬ降低环境污染ꎬ因此引起广泛重视[９] . 谷氨酸脱羧酶( ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅꎬＧＡＤ ꎻＥＣ４. １. １. １５) 能专一、不可逆地催化 Ｌ￣谷氨酸裂解为 ＧＡＢＡ 和 ＣＯ２ . 但是 ＧＡＤ 需要在酸性环境下才能保持活性ꎬ而引 入高浓度的缓冲液将使 ＧＡＢＡ 的纯化复杂化. 研究表明ꎬ以谷氨酸为底物时ꎬ不引入缓冲液体系的条件 下该反应也能顺利进行[１０] . 但通常情况下ꎬ高纯度的 Ｌ￣谷氨酸价格比较昂贵ꎬ本研究寻求采用价格低廉 的谷氨酸钠( ｍｏｎｏｓｏｄｉｕｍ ｇｌｕｔａｍａｔｅꎬ ＭＳＧ) 作为底物ꎬ以降低 ＧＡＢＡ 的生产成本. 但是 ＭＳＧ 水溶液呈中 性ꎬ且需要额外补充缓冲液以维持酸性环境ꎬ因此直接以其为底物反应缓慢[１１] . 在本研究中ꎬ选择来源 于大肠杆菌 Ｒｏｓｅｔｔａ Ｂｌｕｅ ( Ｋ１２ 来源ꎬ购买于 Ｎｏｖａｇｅｎ 公司) 基因组的谷氨酸脱羧酶ꎬ在优化反应条件的 基础上ꎬ通过简单的化学反应预先将 ＭＳＧ 转化为谷氨酸ꎬ实现了以 ＭＳＧ 为底物快速高效廉价制备高纯 度的 ＧＡＢＡꎬ示意图见图 １.
第 ４１ 卷第 １ 期 ２０１９ 年 １ 月
生物转化法重组谷氨酸脱羧酶合成γ-氨基丁酸
第３ ３卷 第 ３ 期 ２１ ０ ０年 ９月
南 京 师 大 学 报 （自然 科 学 版 ） Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ａ ＪＮ Ｏ ＭＡ ＮＶ Ｒ ＩＹ（ ａ ｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＮ Ｎ Ｉ Ｇ Ｎ Ｒ ＬＵ Ｉ Ｅ ＳＴ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄ ｉ ｕ ｅ ｔｎ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｍｕ ｃ ｎ ｉ ｏ ． ｈ ｉｌ ｆ － ｍ ｏ ｄ ｔ ｎ Ｔ ｅ ｙ ｅｄ ｏ ＧＡＢ ａ ９ ５ ／ ．Ｆ ｎ ｌ ，ｔ ｅｒ ｔ ｆｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｆ ｍ — ｕ ａ ｔ ｈ 一 ｉ Ａ ｗ ｓ １ ． ７ｇ Ｌ ｉ ａｌ ｈ ａ ｅ ｏ ｏ ｖ ｒｉ ｒ Ｌ Ｇｌ Ｎ ｏｔ ｅ ＧＡＢ ａ ｙ ｏ ｏ Ａｗｓ ｕ ｏ ９ ％ ，ｗｈ ｃ ｖ ｎ ｕ ｌ ａ ｅ ｐ ｏ ｉｅ ｏ ｄ ｐ ｏ ｐ ｃ ｏ ｈ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｏ 一 ｍｉ ｏ ｕ ｙ ｉ ａ ｉ ． ｐ ｔ ３ ｉｈ ｅ ｅ ｔ ａｌ ｃ ｎ ｂ ｒｖ ｄ ｄ ａ ｇ ｏ ｒｓ ｅ ｔ ｒｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ａ ｎ ｂ ｔ ｒ ｃｄ ｙ ｆ ｏ ｃ
ｓ ｕ ｔ ． ｈ ｅ ｏ ｂｎ ｎ ｌｓ ｉ ｗ ｓ ｔ ｎｆｒ ｅ ｏＥ ｃ ｌ Ｂ ２ Ｄ ３ ． ｕａ ａｅｄ ｃｒ ｏｙａｅ ｗ ｓｐｏ ｕ ｅ ｔ ｔ ｃｅ Ｔ ｅｒｃ ｍ ｉａ ｔ ａｍ ｄ ａ ｒ ｓ ｍ ｄ ｔ ． ｏ Ｌ １（ Ｅ ） Ｇ ｔ ｔ ｅ ａ ｘ ｌ ａ ｒ ｃ ｄ ａ ｒ ｄ ｐ ａ ｏ ｉ ｍ ｂ ｓ ｄ
Ｖｏ ＿ ３ Ｎｏ ３ ｌ３ ． Ｓ ｐｔ２ ０ ｅ ， ０１
谷氨酸脱羧酶的定向突变及其催化合成γ-氨基丁酸的研究
谷氨酸脱羧酶的定向突变及其催化合成γ-氨基丁酸的研究谷氨酸脱羧酶是一种重要的酶类，它在生物体内具有广泛的作用。
本文将讨论谷氨酸脱羧酶的定向突变及其催化合成γ-氨基丁酸的研究。
谷氨酸脱羧酶是一种负责催化谷氨酸转化为γ-氨基丁酸的酶。
γ-氨基丁酸在生物体内具有重要的功能，如神经传导、酸碱平衡调节等。
因此，研究谷氨酸脱羧酶的结构与功能对于揭示生物体内γ-氨基丁酸的合成机制具有重要意义。
通过定向突变技术，研究人员可以人为地改变谷氨酸脱羧酶的氨基酸序列，进而调控其催化性质。
这种方法可以有效地改善该酶的稳定性、活性和底物特异性，从而提高其催化合成γ-氨基丁酸的效率。
定向突变的方法通常包括酶学研究、分子动力学模拟和蛋白质工程等。
其中，酶学研究是最直接的方法，通过比较不同突变体的催化活性和底物特异性，可以筛选出最有效的谷氨酸脱羧酶突变体。
分子动力学模拟则可以模拟突变体的三维结构，并预测其催化机制和活性。
蛋白质工程则可以通过合成基因工程方法构建谷氨酸脱羧酶的突变体，进而检测其活性和底物特异性。
研究表明，谷氨酸脱羧酶定向突变体的催化特性在很大程度上取决于突变位置和突变类型。
例如，改变突变位置可以调节酶的折叠状态和构象，从而影响酶的催化效率。
而改变突变类型可以调控酶的催化机制和底物特异性，从而提高γ-氨基丁酸的合成产率。
除了定向突变技术，研究人员还通过筛选天然资源中的谷氨酸脱羧酶变体，进一步发现了具有较好催化性能的谷氨酸脱羧酶突变体。
这些突变体在催化合成γ-氨基丁酸方面表现出相对较高的效率和底物特异性。
总的来说，谷氨酸脱羧酶的定向突变及其催化合成γ-氨基丁酸的研究为我们揭示了该酶的结构和功能，为γ-氨基丁酸的工业化生产提供了潜在的途径。
未来的研究可以进一步探索谷氨酸脱羧酶的突变机制和催化机理，从而提高γ-氨基丁酸的产率和纯度，为其在医药和食品工业中的应用打下坚实的基础综上所述，酶学研究、分子动力学模拟和蛋白质工程是研究谷氨酸脱羧酶突变体的常用方法。
新资源食品——γ-氨基丁酸(GABA)的研究进展
２ ０ １ ３年 ８月
第３ ４卷第 １ ５期
新资源食品 一 氨基丁酸 虱基 Ｊ 酸 （ ＧＡＢ Ａ） 的研究进 展
梁恒 字 ， 邓 立康 ， 林海龙 ， 李颂 ， 张丹
（ 中粮营养健康研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ２ ０ ）
摘 要： 一 氨基丁酸（ Ｇ Ａ Ｂ Ａ） 是哺 乳动 物体 内主要 的抑制性神经递质 ， 其对人体 的功能性 和保健作 用受到广泛关注。
作者简介 ： 粱恒宇 （ １ ９ ８ ｏ ＿ ＿ ） ， 男（ 汉） ， 工 程师 ， 博士 ， 主要研究 方向 ： 食
品生 物 技 术 和 生 物 化 工 。
物合成法嘲 。化学合成 的 Ｇ Ａ Ｂ Ａ有原料残 留， 因此安全
管 。应重点检查认证机构标 志发放 及认证检查等活动 是否符合规范 。对不符合要 求的 ， 立 即暂停 、 撤销该认 证机构认可资质 。同时要求对认证 人员注册制度进行 风 险评估 ，进 一 步严格 人员 注册 技 能 和职业 道德 要
基 金 项 目： 中粮 集 团应 用 基 础 研 究 项 目（ ２ ０ １ ２ 一 Ｃ ３ 一 Ｐ ０ ０ ４）
极 化 、减 少离 子 内流 和降低 细胞 代谢 及 氧消耗 等机 制， 使 突触后 神经元 处 于保护 性抑 制状 态 ， 并通 过 突
触 前抑制 减少 谷氨 酸释 放 ， 提高 神经元 活 力阁 。关 于 Ｇ Ａ Ｂ Ａ生理 功能 的研究 较 多 ， 如抗疲 劳 、 降血压 、 促睡 眠等 ， 但很多方 面缺少有力 的人群实验数据支持 。 Ｇ Ａ Ｂ Ａ生 产包括 化学合 成法 、植物 富集法和微生
ｎ ｅ ｒ ｖ ｏ ｕ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ， ｉ ｔ ｓ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｈ ｅ ａ ｌ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｄ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｒｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ， ＧＡＢＡ
益生菌生物转化制备γ-氨基丁酸的研究
益生菌生物转化制备γ-氨基丁酸的研究益生菌生物转化制备γ-氨基丁酸的研究摘要：益生菌是一类对人体有益的微生物，其代谢产物γ-氨基丁酸在人体中具有多种生理功能。
本文通过益生菌生物转化制备γ-氨基丁酸的研究，探索了不同条件对于γ-氨基丁酸产量的影响，并分析了可能的生理机制。
结果表明，在适当的培养条件下，益生菌能够高效地合成γ-氨基丁酸，为其广泛应用提供了重要的理论和实践基础。
关键词：益生菌；γ-氨基丁酸；生物转化；产量；生理功能引言γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一种重要的非蛋白氨基酸，存在于动植物组织中，具有多种生理功能。
在人体中，GABA是一种重要的抑制性神经递质，能够通过β-受体抑制脑细胞的兴奋性，具有镇静、催眠和抗焦虑等作用。
此外，GABA还具有降血压、抗抑郁、抗炎和增强免疫力的功能。
因此，GABA在医药、保健品及食品工业中具有广泛的应用前景。
目前，合成GABA的方法主要包括化学合成和微生物转化两种方式。
化学合成方法虽然能够得到高纯度的GABA，但存在成本高、环境污染等问题。
而微生物转化法具有环境友好、产能高和多样性等优势，受到广泛关注。
其中，益生菌作为一类对人体有益的微生物，应用于GABA的生物转化制备中具有重要的潜力。
本文旨在探索益生菌生物转化制备GABA的条件和生理机制，为其产业化应用提供理论和实践基础。
材料与方法1. 样品准备选择常见的益生菌菌株，如嗜热菌属（Thermophilus）、酸乳菌属（Lactobacillus）等，通过菌种活化保存，并在适宜的培养基中培养。
2. 益生菌生物转化试验将培养好的益生菌菌株接种到含有合适基质的培养基中，控制培养温度、pH值和培养时间，观察GABA的产量。
3. GABA含量测定采用高效液相色谱法检测GABA的含量，建立标准曲线，通过外标法计算样品中GABA的浓度。
结果与讨论通过益生菌生物转化试验，我们观察到不同条件对于GABA产量的影响。
利用米糠内源酶生物转化生产γ-氨基丁酸及纯化研究的开题报告
利用米糠内源酶生物转化生产γ-氨基丁酸及纯化研究的开题报告一、研究背景和意义γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一种重要的氨基酸类神经递质，在生物学、食品、药品等领域具有广泛的应用价值。
目前，GABA主要是通过化学合成和微生物发酵等方式进行生产，但这些方法存在成本高、污染严重等缺点。
相比之下，利用米糠内源酶生物转化生产γ-氨基丁酸的方法具有绿色环保、低成本等优点，因此备受研究者关注。
二、研究目的和内容本研究的目的是基于米糠内源酶，利用生物转化方法生产γ-氨基丁酸，并对其进行纯化研究。
具体内容分为以下几个方面：1.筛选合适的米糠内源酶菌株及培养条件：在不同培养条件下，筛选出米糠内源酶活力较高的菌株，并优化菌株的培养条件，以提高酶活力。
2.优化反应参数：在确定最适条件下进行酶反应，包括反应温度、pH值、底物浓度、置于时间等参数的优化筛选，以获得最高的产量和反应效率。
3.分离纯化γ-氨基丁酸：采用色谱、电泳等手段对产物进行分离纯化，以获得高纯度的γ-氨基丁酸。
三、研究预期结果通过本研究，预期能够获得以下方面的结果：1.优选出效果最好的米糠内源酶菌株，并确定最适条件下的培养条件和反应参数；2.生产出高品质的γ-氨基丁酸产物，并获得了一定的产率和反应效率；3.通过色谱、电泳等手段对产物进行分离纯化，获得高纯度的γ-氨基丁酸。
四、研究方法本研究采用的主要方法包括：1.米糠内源酶菌株筛选及酶活力测定；2.培养条件优化：包括培养基组成、培养温度、孵化时间、pH值等参数的优化；3.反应参数优化：包括反应温度、底物浓度、反应时间等参数的优化；4.色谱、电泳等手段对产物进行分离纯化。
五、研究进度安排本研究的进展安排如下：1.第一阶段：确定米糠内源酶菌株，并进行酶活力测定；2.第二阶段：优化培养条件，选出最优培养条件；3.第三阶段：优化反应参数，获得最高的产量和反应效率；4.第四阶段：利用色谱、电泳等手段对产物进行分离纯化；5.第五阶段：总结和分析实验结果，撰写论文。
微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的研究进展
微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的研究进展王志超;杨平平;王燕;左金磊;张海涛;周龙霞;孙自顶【期刊名称】《中国调味品》【年(卷),期】2015(000)011【摘要】The microorganisms produce γ-aminobutyric acid (GABA ) including Saccharomyces Lactobacillus,E.coli,Aspergillus and so on. With the realization of food safety grade GABA industrial production,the research on determination method for its content is given more and more attention.Mainly review the fermentation strains and content detection of GABA in microbial fermentation production of GABA to provide useful reference for the study of microbial fermentation production of GABA.%生产γ-氨基丁酸（GABA）的微生物主要包括酵母菌（犛犪犮犮犺犪狉狅犿狔犮犲狊）、乳酸菌（犔犪犮狋狅犫犪犮犻犾犾狌狊）、大肠杆菌（犈狊犮犺犲狉犻犮犺犻犪犮狅犾犻）、曲霉菌（犃狊狆犲狉犵犻犾犾狌狊）等，且随着食品安全级GABA工业化生产的实现，其含量测定方法的研究越来越受到重视。
对微生物发酵法生产GABA过程中涉及的发酵菌种及GABA 含量测定方法进行了综述，以期对微生物发酵法生产GABA的研究提供有益的参考。
【总页数】6页(P115-119,127)【作者】王志超;杨平平;王燕;左金磊;张海涛;周龙霞;孙自顶【作者单位】齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353;齐鲁工业大学生物工程学院，济南 250353【正文语种】中文【中图分类】TS264.2【相关文献】1.微生物发酵法制备γ-氨基丁酸的研究进展2.酶转化法及微生物发酵法生产L-苹果酸的研究进展探讨3.微生物发酵法生产L-亮氨酸的研究进展4.微生物发酵法生产超氧化物歧化酶在化妆品生产中的研究进展5.微生物发酵法生产L-异亮氨酸的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
江南大学科技成果——微生物转化生产γ-氨基丁酸
江南大学科技成果——微生物转化生产γ-氨基丁酸成果简介谷氨酸脱羧酶能专一地催化L-谷氨酸裂解为γ-氨基丁酸和CO2的作用，以发酵培养的全细胞或酶液作为催化剂转化生产γ-氨基丁酸，所需设备简单，条件容易控制，转化体系杂质含量少，收率高，环境友好。
本技术方法通过蛋白质工程改造和基因工程手段构建了高产谷氨酸脱羧酶的突变株，经培养后，转化体系中添加湿菌体10g/L，以分批补料添加谷氨酸，转化7h，γ-氨基丁酸产量为425.0g/L，摩尔转化率达到98%，γ-氨基丁酸生产强度达到60.7g/L/h。
关键技术以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高；以廉价的富马酸为底物生产高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高；微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。
知识产权一种枯草芽孢杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶突变体及其应用，CN201911425979.6。
项目成熟度试生产阶段
投资期望及应用情况
投资期望：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约 2.85万元/吨，目前市场定价约为8.5万元/吨。
以1000吨生产规模计算，毛利润可达5650万元/年。
应用情况：γ-氨基丁酸又名4-氨基丁酸，广泛存在于自然界，是哺乳动物中枢神经系统中的重要的抑制性神经递质，具有重要的生理功能，应用于医药、食品保健、化工及农业等行业。
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摘要 ： 从 氨 基丁 酸 生理 功 能和合成 方 法等 方 面对 氨 基 丁酸 进行 了 阐述 ； 着重 介 绍 了一种 新 型 的 生
物 转化 生产 ７ 一 氨 基 丁酸 的方 法 ； 并从 茵种 来 源 、 茵种 诱 变 筛选 、 产 酶条件 优化 及转 化条 件 四个 方面 对此 方 法进行 了总结 ； 同时 结合本 实验 室研 究 的成 果 ， 进 一 步提 出 了生物 转化 法在 我 国生产 ７ 一 氨 基 丁酸 的
第４ ０ 卷 第 ６ 期
２ ０ １ ５年 ６月
中 国 调 味 品
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｔ
专 论 综 述
生物 转 化 法 生产 ， ） ， 一 氨 基 丁 酸 的研 究进 展
左金磊 ， 杨平平 ， 王 燕 ， 刘林 明 ， 卢德 彦
（ 齐鲁工业 大学 食 品与生 物工程 学院 ， 济南 ２ ５ ０ ３ ５ ３ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｄｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ７ － ａ ｍｉ ｎ ｏ ｂ ｕ ｔ ｙ ｒ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ
包括植 物 富集 法 和微生 物法［ ５ ］ 。植 物 富集 法 主要 用
质， 具有 镇静 安神 、 降低血压、 治疗 癫 痫 和抗 衰 老 等功 效［ １ 叫］ 。此 外 ， ＧＡＢ Ａ还 具有 类似谷 氨酸 的甜味 ， 能够
增 强食 品风 味 ， 以及 醒酒 消臭 等 作 用 ； 在 医学 上 ， 还 可
ｉ ｎ ｏｕ ｒ ｃ ｏｕ ｎｔ ｒ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：了 一 ａ ｍｉ ｎ ｏ ｂ ｕ ｔ ｙ ｒ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ；ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ；ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
一
氨基 丁酸 （ ＧＡＢ Ａ） 是大脑 组 织重 要 的抑 制性 递
Ｇ ＡＢ Ａ 的合成 方 法 主 要 有 化 学 合 成 法 和 生 物 合 成法， 在化 学法 合 成 ＧＡＢ Ａ 的过 程 中 ， 需 要 用 到 强 酸 或 强碱等 腐蚀 性较强 的溶剂 ， 反应 条件剧 烈 ， 原料 毒性 大， 价格 昂贵且 存 在较 多 安 全 隐患 等 问 题 。实 际 工 业 生产 中 ， 主要用 生 物法 合 成 ＧＡ Ｂ Ａ。生物 合 成 法 主 要
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — ９ ９ ７ ３ （ ２ Ｏ １ ５ ） ０ ６ 一 Ｏ １ ２ ４ — ０ ３
Ｒｅ ｖｉ ｅ ｗ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｂｉ ｏ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒｂｕ ｔ ｙｒ ｉ ｃ Ａｃ ｉ ｄ
Ｚ ＵＯ Ｊ ｉ ｎ － ｌ ｅ ｉ ，ＹＡＮＧ Ｐ ｉ ｎ ｇ — ｐ ｉ ｎ ｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｙａ ｎ。，Ｌ Ｉ Ｕ Ｌｉ ｎ － ｍｉ ｎ ｇ，ＬＵ Ｄｅ － ｙ ａ ｎ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｆ ｏ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ Ｂ ｉ ｏ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｑｉ ｌ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｊ ｉ ＇ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ ３ ５ ３，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
必要 性 及 可 行 性 。
关键 词 ： ７ 一 氨基 丁酸 ； 合成 方法 ； 微 生 物 转 化
中图分类 号 ； ＴＳ ２ ０ １ ． １
文 献标志 码 ： Ａ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ９ ９ ７ ３ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ３ ０
ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ａ ｎ ｅ ｗ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ７ － ａ ｍｉ ｎ ｏ ｂ ｕ ｔ ｙ ｒ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ． Ｆｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ ，ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｆ ｏ ｕ ｒ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ， ｔ ｈ ｅ
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