CN100584953C - 一种以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法，其包括以下步骤：(1)稻米破碎、浸泡、加热糊化；(2)在糊化好的稻米糊中加入适量淀粉酶，在40℃-50℃下保温60-90分钟，制得淀粉酶处理的米浆；(3)往淀粉酶处理的米浆中加入蛋白酶，在30℃-40℃下保温40-70分钟，制得蛋白酶处理的米浆；(4)加热蛋白酶处理的米浆到80-90℃保持5-8分钟，制得米浆乳；(5)待米浆乳温度降至室温后，接种杆菌，在30℃-40℃下发酵培养3-5天，加热到80-90℃灭菌15-20分钟；(6)过滤、去渣；(7)滤液经浓缩、干燥，即成。本发明制得的γ-氨基丁酸产品，γ-氨基丁酸含量在40%以上，且活性高，食用安全，可广泛应用于保健食品、医药、化工等原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种γ-氨基丁酸的制备方法，尤其是涉及一种以稻米为原料制取天然且活性高，可以广泛应用于医药、保健食品和化工等领域的γ-氨基丁酸的方法。
背景技术
γ-氨基丁酸(γ-amino butyric acid，简称GABA)广泛存在于自然界，是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，可由谷氨酸(Glutamic acid，Glu)经谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase，EC4.1.1.15，简称GAD或GDC)催化转化得到，是哺乳动物中枢神经系统中的重要抑制性神经递质，具有重要的生理功能，已经研究报道的生理活性有诸如调节血压、促使精神安定、促进脑部血流、增进脑活力、营养神经细胞、增加生长激素分泌、健肝利肾、预防肥胖、促进乙醇代谢(醒酒)、改善更年期综合症等多种功效。全世界与上述10多种功效有关的功能保健食品年产值达1000亿美元左右。
由于γ-氨基丁酸具有很高的生理功能和广阔的应用前景，已受到世界学术和企业界越来越多的注意和研究。目前，国外只有欧美和日本等少数发达国家从事γ-氨基丁酸的研制开发工作，居世界领先水平，我国在γ-氨基丁酸方面的研究才刚刚起步。
目前制取γ-氨基丁酸的方法主要有两种：一种是天然提取法，是从动植物原料(如茶叶)中提取天然的γ-氨基丁酸(用有机溶剂浸提，过滤后脱出有机溶剂，再通过喷物干燥或冷冻干燥即成)，这种方法制取的γ-氨基丁酸食用安全，用途广泛，但制取率很低，生产成本很高，比如从茶叶中提取γ-氨基丁酸含量为20％的产品，生产成本在100万元/吨以上；第二种方法是化学有机合成法，这种方法制取的γ-氨基丁酸制取率很高，生产成本很低，比如制取γ-氨基丁酸含量为20％的产品，生产成本在5万元/吨左右，但是因有机合成时可能存在有害物残留等问题，而不能用于食品和医药等领域，只能用作化工原料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有γ-氨基丁酸制取方法的上述缺陷，提供一种生产成本低，对环境污染少，食用安全的γ-氨基丁酸的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，其包括以下步骤：(1)稻米破碎、浸润和糊化：将大米破碎到70-100目的细度后加5-7倍(优选6倍)重量的水浸泡4-8小时，加热到70-80℃糊化10-20分钟；(2)米浆乳制备：在糊化好的稻米糊中加入相当于大米重量0.5％-1.5％的淀粉酶，在40℃-50℃下保温60-90分钟，制得淀粉酶处理的米浆；往淀粉酶处理的米浆中加入相当于大米重量0.2％-0.8％的蛋白酶，在30℃-40℃下保温40-70分钟(优选时间65分钟)，制得蛋白酶处理的米浆；加热蛋白酶处理的米浆到80-90℃保持5-8分钟，制得米浆乳；(3)接种发酵：接种能发酵产γ-氨基丁酸的杆菌，在30℃-40℃(优选35℃-38℃)下发酵培养3-5天，加热到80-90℃灭菌15-20分钟；(4)过滤、去渣；(5)滤液经浓缩、干燥，即制得高活性天然γ-氨基丁酸。
所述能发酵产γ-氨基丁酸的杆菌可为公知常见的微生物植物乳杆菌Lactobacillus plantarum，或短乳杆菌Lactobacillus brevis(参见《菌种目录》，中国农业出版社，1997年，第三版)，市场有销售。
本发明选用稻米为原料，通过生物酶和生物发酵技术，制取γ-氨基丁酸，生产成本相对较低，对环境污染少，产品活性高，食用安全，可广泛应用于食品、医药化工等多种领域。滤渣可用于动物饲料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)称取稻米4千克，破碎成90目细度，加24千克饮用自来水，浸泡7小时，加热到75℃糊化15分钟；(2)在糊化好的稻米糊中加入20克淀粉酶，在40℃下保温65分钟，制得淀粉酶处理的米浆；往淀粉酶处理的米浆中加入12克蛋白酶，在35℃下保温45分钟，制得蛋白酶处理的米浆；加热蛋白酶处理的米浆到90℃保持5分钟，制得米浆乳；(3)待米浆乳温度降至室温后，接种扩大培养好的产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌，在35℃下发酵培养3天，加热到85℃灭菌18分钟；(4)将发酵米浆乳液用板筐过滤，去掉粗渣；(5)滤液经一次膜分级过滤浓缩，再将浓缩液常温真空干燥成粉末，即得高活性天然黄白色γ-氨基丁酸粉产品125克。
产品经用高效液相色谱法(HPLC)检测，γ-氨基丁酸含量达到41.5％
实施例2
(1)称取稻米5千克，破碎成80目细度，加33千克饮用水，浸泡5小时，加热到80℃糊化17分钟；(2)在糊化好的稻米糊中加入35克淀粉酶，在45℃下保温70分钟，制得淀粉酶处理的米浆；往淀粉酶处理的米浆中加入10克的蛋白酶，在37℃下保温50分钟，制得蛋白酶处理的米浆；加热蛋白酶处理的米浆到85℃保持7分钟，制得米浆乳；(3)待米浆乳温度降至室温后，接种扩大培养好的产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌，在32℃下发酵培养4天，加热到90℃灭菌10分钟；(4)将发酵米浆乳液用板筐过滤，去掉粗渣；(5)滤液经一次膜分级过滤浓缩，再将浓缩液常温真空干燥成粉末，即得高活性天然黄白色γ-氨基丁酸粉产品150克。
产品经用高效液相色谱法(HPLC)检测，γ-氨基丁酸含量达到43.2％
实施例3
(1)称取8千克稻米，破碎成90目细度，加48千克饮用自来水，浸泡8小时，加热到80℃糊化20分钟；(2)在糊化好的稻米糊中加入120克淀粉酶，在45℃下保温90分钟，制得淀粉酶处理的米浆。往淀粉酶处理的米浆中加入40克的蛋白酶，在40℃下保温65分钟，制得蛋白酶处理的米浆；加热蛋白酶处理的米浆到85℃保持8分钟，制得米浆乳；(3)待米浆乳温度降至室温后，接种扩大培养好的产γ-氨基丁酸的短乳杆菌，在37℃下发酵培养4天，加热到90℃灭菌10分钟；(4)将发酵米浆乳液用板筐过滤，去掉粗渣，再离心去渣；(5)离心液经5次膜分级过滤浓缩，再将浓缩液常温真空干燥成粉末，即得高活性天然黄白色γ-氨基丁酸粉产品160克。
产品经用高效液相色谱法(HPLC)检测，γ-氨基丁酸含量达到90.2％
实施例4
(1)称取稻米10千克，破碎成75目细度，加饮用自来水55千克，浸泡6小时，加热到70℃糊化15分钟；(2)在糊化好的稻米糊中加入100克淀粉酶，在45℃下保温80分钟，制得淀粉酶处理的米浆。往淀粉酶处理的米浆中加入80克的蛋白酶，在40℃下保温55分钟，制得蛋白酶处理的米浆。加热蛋白酶处理的米浆到80℃保持8分钟，制得米浆乳；(3)待米浆乳温度降至室温后，接种扩大培养好的产γ-氨基丁酸的短乳杆菌，在30℃下发酵培养3天，加热到90℃灭菌10分钟；(4)将发酵米浆乳液用板筐过滤，去掉粗渣；(5)滤液经2次膜分级过滤浓缩，再将浓缩液常温真空干燥成粉末，即得高活性天然黄白色γ-氨基丁酸粉产品280克。
产品经用高效液相色谱法(HPLC)检测，γ-氨基丁酸含量达到57.6％。
Claims (4)
1.一种以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)稻米破碎、浸润和糊化：将稻米破碎到70-100目的粉末后加5-7倍重量的水浸泡4-8小时，加热到70-80℃糊化10-20分钟；(2)米浆乳制备：在糊化好的稻米糊中加入相当于大米重量0.5％-1.5％的淀粉酶，在40℃-50℃下保温60-90分钟，制得淀粉酶处理的米浆；往淀粉酶处理的米浆中加入相当于大米重量0.2％-0.8％的蛋白酶，在30℃-40℃下保温40-70分钟，制得蛋白酶处理的米浆；加热蛋白酶处理的米浆到80-90℃保持5-8分钟，制得米浆乳；(3)接种发酵：接种能发酵产γ-氨基丁酸的杆菌，在30℃-40℃下发酵培养3-5天，加热到80-90℃灭菌15-20分钟；(4)过滤、去渣；(5)滤液经浓缩、干燥，即成。
2.如权利要求1所述的以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述第(1)步，稻米粉浸润加水量为稻米粉重量的6倍。
3.如权利要求1或2所述的以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述第(2)步，所述蛋白酶在30℃-40℃下保温处理的时间为65分钟。
4.如权利要求1或2所述的以稻米为原料制取γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述第(3)步，所述发酵培养温度为35℃-38℃。
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Legal Events
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Assignee: Hunan Runtao Biological Science & Technology Co., Ltd. Assignor: Central South University of Forestry and Technology Contract record no.: 2010430000112 Denomination of invention: Method for preparing gamma-reanal by using rice grain as raw material Granted publication date: 20100127 License type: Exclusive License Open date: 20080723 Record date: 20100901 |
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Assignee: Hunan Runtao Biological Science & Technology Co., Ltd. Assignor: Central South University of Forestry and Technology Contract record no.: 2010430000112 Date of cancellation: 20140414 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20080723 Assignee: HUNAN HUISHENG BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Central South University of Forestry and Technology Contract record no.: 2014430000090 Denomination of invention: Method for preparing gamma-reanal by using rice grain as raw material Granted publication date: 20100127 License type: Exclusive License Record date: 20140616 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100127 Termination date: 20180219 |