CN103305561A - 一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 - Google Patents
一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103305561A CN103305561A CN2012100685531A CN201210068553A CN103305561A CN 103305561 A CN103305561 A CN 103305561A CN 2012100685531 A CN2012100685531 A CN 2012100685531A CN 201210068553 A CN201210068553 A CN 201210068553A CN 103305561 A CN103305561 A CN 103305561A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aminobutyric acid
- gama
- acid according
- liquid
- pidolidone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的生产方法。通过枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）液体发酵产生L-谷氨酸脱羧酶，在37℃条件下将L-谷氨酸通过脱羧作用催化成γ-氨基丁酸。催化结束后，在催化液中加入20%（w/v）淀粉，喷雾干燥即可得有效物质不低于55%的γ-氨基丁酸粉剂。由于枯草芽孢杆菌作为肠道微生态调节剂本身被广泛地用于动物饲料添加剂行业，所以其安全性较高，同时枯草芽孢杆菌发酵代谢产物众多，所以本工艺所得γ-氨基丁酸附加值较高，并且具有原料价格低廉，环境污染小，生产时间短，生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种禽畜用饲料添加剂，特别是可促进禽畜生长能力的饲料添加剂。是各类饲料生产厂家首选的提高禽畜生长能力的饲料添加剂之一。
背景技术
γ-氨基丁酸是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，约50%的中枢神经突触部位以GABA为递质。GABA除具有镇静、降血压和抗惊厥等生理作用外，还在促进动物生长、调节食欲和抗应激方面表现出良好的效果，受到人们愈来愈多的关注。由于GABA具有良好的生理功效，目前在日本和美国已被广泛应用于食品、医药和化妆品中。在我国食品行业，国家卫生部于2009 年9 月27 日第十二号公告批准GABA为新资源食品。
在禽畜饲料行业，γ-氨基丁酸的摄入可兴奋动物的采食中枢，促进动物胃液和成长激素的分泌，从而提高动物的生长速率和采食量。韦习会等考察了日粮中添加γ-氨基丁酸对生长猪采食量的效果，发现在10 mg/kg 与20 mg/kg的添加水平时，试验猪采食量显著提高。曹德瑞等也证实，在生长肥育猪日粮中添加10 mg/kg量的γ-氨基丁酸能提高日增重、屠宰率及眼肌面积，同时降低料重比且没有对猪的内脏器官产生显著影响。
目前，国内γ-氨基丁酸的生产方式包括化学合成法，微生物催化法和提取法。化学合成法和提取法由于成本较高，同时由于化学合成法在合成过程中大量使用有毒化学试剂，使得其在饲料使用中的安全性有待评价，大大限制了其在饲料行业中的应用。基于此，微生物催化法生产γ-氨基丁酸由于其所用原料安全，生产过程中不引入任何有毒化合物，所得产品绿色无污染，且安全系数高，可以用作畜禽等饲料的添加剂，越来越引起研究人员的关注。
发明内容
1.发明目的
本发明的目的在于避免目前所普遍使用的大肠杆菌催化生产γ-氨基丁酸，采用安全性较高的枯草芽孢杆菌（菌种保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2011年12月08号，菌种保藏编号为CGMCC No. 5550，菌种分类命名为枯草芽孢杆菌，英文名称为Bacillus subtilis）来进行发酵催化生产γ-氨基丁酸，同时提供一种高效、成本较低的制备γ-氨基丁酸的方法。
2.技术方案
目前我国γ-氨基丁酸生产主要以化学合成方法为主，不能直接用于饲料、食品和医药行业。本发明采用枯草芽孢杆菌发酵催化L-谷氨酸制备γ-氨基丁酸原料，反应条件温和，环境污染小，转化效率高，成本较低，可用于饲料、食品和医药等行业的添加剂或原料。
本发明的目的可以通过以下的技术方案来达到，即一种微生物发酵法生产γ-氨基丁酸方法，其生产工艺为：
（1）枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）通过液体发酵产生高活力的L-谷氨酸脱羧酶；
（2）将L-谷氨酸直接投加于含有菌体和L-谷氨酸脱羧酶的发酵液中，调节至最适pH进行酶促反应；
（3）酶促反应结束后，在催化液中加入淀粉，喷雾干燥即可得γ-氨基丁酸粉剂。
上述步骤（1）所用的枯草芽孢杆菌培养基为葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，氯化钠 5 g/L，pH 7.0，121℃下灭菌20 min；培养温度为37℃。
上述步骤（2）的发酵液中投加比例为70%（w/v）的L-谷氨酸，调节pH至4.5～4.8，37℃下催化反应24 h。
上述步骤（3）中催化反应结束后，在催化液中加入20%的淀粉，搅拌均匀后进行喷雾干燥，最终所得γ-氨基丁酸粉剂的有效物质含量不低于55%。
3.本发明的有益效果
目前，国内γ-氨基丁酸的生产主要以化学合成法为主，其成本较高，得率较低，并且在生产工艺中使用危险溶剂，甚至是有毒溶剂，使得其在饲料使用中的安全性有待评价。因此化学合成法制备的γ-氨基丁酸不能用于食品和饲料，也不能认为是一种天然的食品和饲料添加剂。本发明采用微生物（枯草芽孢杆菌）发酵法生产γ-氨基丁酸，所用来源丰富、安全，价格低廉，成本低，工艺流程简单。同时，生产过程中不引入任何有毒有害化合物，所得产品绿色无污染，安全系数高，可以认为是天然添加剂用作动物饲料和水产饲料等，同时也可应用于食品、药品和保健品等的原料，从而替代化学源γ-氨基丁酸。
具体实施方式
1.枯草芽孢杆菌的发酵
（1）种子培养
从平板（葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，氯化钠 5 g/L，1.5%琼脂粉，pH 7.0）上挑取一单菌落，接种至装有150 ml种子培养基（葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，氯化钠 5 g/L，pH 7.0）的500 ml三角瓶中，于摇床上200 rpm 37℃振摇培养14 h。
（2）枯草芽孢杆菌的分批发酵
将种子以0.5%接种量接种至3 L发酵培养基（葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，氯化钠 5 g/L， pH 7.0）中。设定发酵操作参数：转速700 rpm，通气量0.5~1.0 vvm，37~38.5℃，培养24 h后，发酵结束。
2.发酵结束后，于发酵液中直接投加最多至70%（w/v）L-谷氨酸，调节pH为4.5～4.8进行催化反应，反应条件为37℃催化24 h。
3.催化反应结束后，在催化液中加入20%的淀粉，搅拌均匀。喷雾干燥，得到γ-氨基丁酸粉剂2.49 kg，其中γ-氨基丁酸含量不低于55%。
Claims (8)
1.一种酶法生产γ-氨基丁酸方法，其生产工艺为：
（1）枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）通过液体发酵产生高活力的L-谷氨酸脱羧酶；
（2）将L-谷氨酸直接投加于含有菌体和L-谷氨酸脱羧酶的发酵液中，调节至最适pH进行酶促反应；
（3）酶促反应结束后，在催化液中加入淀粉，喷雾干燥即可得γ-氨基丁酸粉剂。
2.根据权利要求1所述的微生物发酵，其特征在于γ-氨基丁酸由枯草芽孢杆菌发酵所得，菌种保藏编号为CGMCC No. 5550。
3.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（1）所用的枯草芽孢杆菌培养基为葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，氯化钠 5 g/L，pH 7.0，121℃下灭菌20 min；培养温度为37℃。
4.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（2）的发酵液中L-谷氨酸投加最大比例为70%（w/v）。
5.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（2）所述的酶促反应最适pH为4.5～4.8。
6.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（2）所述的酶促反应条件为37℃下催化反应24 h。
7.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（3）所述的在催化液中加入20%（w/v）的淀粉，搅拌均匀。
8.根据权利要求1所述的γ-氨基丁酸的酶法转化制备方法，其特征在于步骤（3）所述的喷雾干燥所得γ-氨基丁酸粉剂的有效物质含量不低于55%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100685531A CN103305561A (zh) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100685531A CN103305561A (zh) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103305561A true CN103305561A (zh) | 2013-09-18 |
Family
ID=49131281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100685531A Pending CN103305561A (zh) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103305561A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561157A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 山东百龙创园生物科技有限公司 | 发酵法生产γ-氨基丁酸 |
| CN108570485A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-25 | 杭州唯铂莱生物科技有限公司 | 一种同时实现γ-氨基丁酸和活性益生菌高产的方法 |
| CN112251428A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-01-22 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种谷氨酸脱羧酶突变体及其在生产γ-氨基丁酸中的应用 |
| CN112391373A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-02-23 | 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 | 一种高产γ-氨基丁酸的谷氨酸脱羧酶GADZ1及其基因和应用 |
| CN112890135A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-04 | 盘锦鼎信百草园有限公司 | 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法 |
| CN115322450A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-11 | 华熙生物科技股份有限公司 | 一种组合物及其制备方法和用途 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1635128A (zh) * | 2004-09-30 | 2005-07-06 | 南京大学 | γ－氨基丁酸的酶法转化制备方法 |
| CN1673351A (zh) * | 2005-03-07 | 2005-09-28 | 浙江大学 | 产γ－氨基丁酸的短乳杆菌及其用途 |
-
2012
- 2012-03-15 CN CN2012100685531A patent/CN103305561A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1635128A (zh) * | 2004-09-30 | 2005-07-06 | 南京大学 | γ－氨基丁酸的酶法转化制备方法 |
| CN1673351A (zh) * | 2005-03-07 | 2005-09-28 | 浙江大学 | 产γ－氨基丁酸的短乳杆菌及其用途 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KI-BUM PARK: "Cloning, sequencing and expression of a novel glutamate decarboxylase gene from a newly isolated lactic acid bacterium, Lactobacillus brevis OPK-3", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 * |
| KI-BUM PARK: "Enhancement of c-aminobutyric acid production in Chungkukjang by applying a Bacillus subtilis strain expressing glutamate decarboxylase from Lactobacillus brevis", 《BIOTECHNOL LETT》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104561157A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 山东百龙创园生物科技有限公司 | 发酵法生产γ-氨基丁酸 |
| CN108570485A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-25 | 杭州唯铂莱生物科技有限公司 | 一种同时实现γ-氨基丁酸和活性益生菌高产的方法 |
| CN112251428A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-01-22 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种谷氨酸脱羧酶突变体及其在生产γ-氨基丁酸中的应用 |
| CN112251428B (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-02 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种谷氨酸脱羧酶突变体及其在生产γ-氨基丁酸中的应用 |
| CN112391373A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-02-23 | 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 | 一种高产γ-氨基丁酸的谷氨酸脱羧酶GADZ1及其基因和应用 |
| CN112890135A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-04 | 盘锦鼎信百草园有限公司 | 一种富含γ-氨基丁酸的芦笋助眠凝胶棒及其制备方法 |
| CN115322450A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-11 | 华熙生物科技股份有限公司 | 一种组合物及其制备方法和用途 |
| CN115322450B (zh) * | 2022-08-25 | 2023-12-08 | 华熙生物科技股份有限公司 | 一种组合物及其制备方法和用途 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100944757B1 (ko) | 가축용 생균제 및 그 제조방법 | |
| CN101869184B (zh) | 一种微生物饲料添加剂及其制备方法 | |
| CN104920806A (zh) | 一种混菌多步发酵制备麸皮蛋白饲料的方法 | |
| CN104757267A (zh) | 一种苹果渣微生物发酵剂及利用其生产生物饲料的方法 | |
| CN107801837B (zh) | 一种饲料化利用鸡粪的生物发酵工艺 | |
| CN103305561A (zh) | 一种利用微生物发酵法生产γ-氨基丁酸的方法 | |
| CN103478405B (zh) | 一种利用维生素b2发酵废液制备益生菌制剂的方法 | |
| CN105707434A (zh) | 一种多菌种混合发酵制备发酵生物饲料的方法和应用 | |
| CN1324129C (zh) | 多菌种微生物发酵剂的制作方法 | |
| CN100391357C (zh) | 细菌真菌混合发酵制取微生态制剂和复合酶饲料添加剂 | |
| WO2018094629A1 (zh) | 一种含甜高粱秸秆酒糟的动物饲料及其制备方法 | |
| CN110313547A (zh) | 一种新型微生物饲料添加剂配方及其生产方法 | |
| CN103598415A (zh) | 一种葵花籽粕微生物蛋白饲料及其制备方法 | |
| CN101836688B (zh) | 一种不含抗生素的微生物发酵饲料的制备方法 | |
| CN102669408A (zh) | 复合糟生物改性生产饲料的方法 | |
| CN115067419A (zh) | 一种饲料添加剂的应用和蚯蚓发酵液的制备方法 | |
| CN101194668B (zh) | 一种血粉生物改性肽蛋白的生产方法及应用 | |
| CN102174624B (zh) | 一种发酵生产恩拉霉素的方法 | |
| CN105941829A (zh) | 一种微生物发酵果渣青贮饲料及其制备方法 | |
| CN102178038B (zh) | 一种发酵型高赖氨酸高蛋白饲料的制备方法 | |
| CN113773996A (zh) | 一种饲用枯草芽孢杆菌的制备方法及其应用 | |
| CN103719537A (zh) | 无抗生物发酵饲料及其制备方法 | |
| CN101632411B (zh) | 多菌种发酵制备含共轭亚油酸优质菜籽蛋白的方法 | |
| CN1240828C (zh) | 一种微生物菌群饲料发酵液 | |
| CN1171539C (zh) | 畜禽生物饲料营养添加剂及其生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130918 |