CN111607539B - 白菜提取液培养基及发酵生产γ-氨基丁酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开白菜提取液培养基及发酵生产γ‑氨基丁酸的方法。本发明的白菜提取液既能为固定化细胞提供温和的发酵环境、提高固定化细胞的稳定性和利用率，而且白菜如其废弃物中的成分还可有效维持GAD酶活性，从而提高GABA的产量和产率。另外，本发明还可大大降低发酵后期GABA的分离提纯等耗费的人力物力，有效降低生产GABA的成本。

Description

白菜提取液培养基及发酵生产γ-氨基丁酸的方法

技术领域

本发明涉及发酵领域，具体地涉及利用白菜例如其废弃物的提取液发酵生产γ-氨基丁酸的方法。

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种天然存在的四碳非蛋白质氨基酸，对中枢神经性疾病、高血压、癌症、糖尿病、人体免疫力等都具有调节作用。除植物富集外，食品级GABA主要通过微生物谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase，GAD)作用底物谷氨酸生产。

目前乳酸菌发酵生产GABA多利用游离细胞发酵，GABA分离需经过菌株分离、脱色、除盐、离子交换等多个工序，需大量人力、物力及时间投入，加大了生产成本。与游离细胞相比，固定化细胞稳定性好、可连续重复使用、产物易于分离、操作稳定性高，能克服游离细胞对环境敏感、性质不稳定及易失活的缺点，大大降低生产成本。

利用固定化乳酸菌发酵生产GABA的研究虽然有一定报道，但总体发酵批次不多，总发酵时间较短，固定化细胞利用率低，GABA总产量及产率不高。固定化细胞利用率低以及固定化细胞中酶活性降低必然直接影响GABA的产量及产率。

另外，不论是游离细胞还是固定化细胞，发酵液是整个发酵过程顺利完成的重要保障。利用微生物培养基作为固定化细胞发酵液时，固定在凝胶粒中的细胞在培养基中不断生长，会导致固定化小球稳定性降低，甚至发生固定化小球破裂及细胞泄漏，从而降低了固定化细胞的稳定性和利用率，也就降低了GABA的产率；固定化细胞在酸性缓冲溶液中同样稳定性降低，整个反应系统不能长期有效地进行。因此选择一个较为温和的，能保证固定化小球稳定性与利用率，同时满足乳酸菌和酶反应基本营养需求的发酵液至关重要。

现有技术CN109055348 A公开了一种利用乳酸菌发酵农副产品制备γ-氨基丁酸的方法。具体地，该方法利用丝胶蛋白、纤维素和含多醛基的氧化葡聚糖来固定乳酸菌，并利用废弃的农副产品作为发酵培养底物，可以实现资源循环利用，得到的发酵液中既含有农副产品的营养物质，又含有大量γ-氨基丁酸，具有很高的营养价值，其中培养液为含有农副产品的培养液，其组份包括葡萄糖、糙米、玉米粉、大豆粉、谷氨酸钠、VB和VH。虽然该技术能够得到高含量的γ-氨基丁酸，但是其生产成本仍然较高。目前仍需开发以更低成本生产高含量食品级GABA的技术。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提出利用白菜(特别是其废弃物)的提取液来发酵生产GABA的方案。至少部分地基于此完成了本发明。具体地，本发明包括以下内容。

本发明的第一方面，提供一种用于乳酸菌(优选固定化乳酸菌)发酵的培养基，其以白菜提取液为主要成分。

根据本发明所述的用于乳酸菌发酵的培养基，优选地，所述白菜提取液通过在高温下加热白菜原料后压榨提取而获得。

根据本发明所述的用于乳酸菌发酵的培养基，优选地，所述白菜原料包括鲜白菜及其部分、干白菜及其部分，白菜废弃物中的至少一种。优选地，白菜原料进一步包含一定量的水。

根据本发明所述的用于乳酸菌发酵的培养基，优选进一步包含选自由葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖组成的组中的至少一种碳源，碳源的含量一般为2wt％以下。

根据本发明所述的用于乳酸菌发酵的培养基，优选进一步包含酵母提取物和/或牛肉膏作为氮源，氮源的含量一般为2wt％以下。

本发明的第二方面，提供一种发酵方法，其包括使乳酸菌在本发明的培养基中进行培养的步骤。

根据本发明的发酵方法，优选地，乳酸菌为固定化乳酸菌，其为海藻酸钠法固定化的乳酸菌，且该方法为间歇式反复分批发酵。

本发明的第三方面，提供一种用于生产γ-氨基丁酸的方法，其包括在底物存在下使固定化乳酸菌在本发明的培养基中发酵，从而生产γ-氨基丁酸的步骤。

根据本发明的用于生产γ-氨基丁酸的方法，优选地，所述固定化乳酸菌通过使短乳杆菌PL7-2的细胞悬液与海藻酸钠溶液混合而得到；优选地，所述海藻酸钠溶液的浓度为1.5-3.0％，固定化细胞的珠粒大小为1.6-2.2mm，珠粒中细胞计数为5.5-9.0logCFU/g。

根据本发明的用于生产γ-氨基丁酸的方法，优选地，所述培养基通过使白菜原料与水以1:1的重量比混合，100-120℃温度下，加热后压榨得到提取液，然后将提取液以10％-50％的重量与水混合得到。

本发明的白菜提取液既能为固定化细胞提供温和的发酵环境、提高固定化细胞的稳定性和利用率，而且白菜例如其废弃物中的成分可有效维持GAD酶活性，从而提高GABA的产量和产率。固定化乳酸菌在白菜废弃物提取液中发酵生产GABA反应完成后，发酵液中的主要成分即为GABA、白菜废弃物提取液，可大大降低发酵后期GABA的分离提纯等耗费的人力物力，有效降低生产GABA的成本。为食品级GABA的工业化生产提供有力的技术支撑，同时实现白菜废弃物的综合利用。

另外，本发明通过用海藻酸钠包埋法得到固定乳酸菌细胞，可以反复利用，并且产物易分离，克服了固定化细胞发酵过程中酶活性降低、固定化细胞泄漏导致其利用率低、总体发酵批次不多、产物产率及产量低等问题。本发明发现白菜提取液特别适合于海藻酸钠包埋得到的固定乳酸菌细胞发酵生产GABA，可提高GABA的产量，节约后期GABA纯化成本。

附图说明

图1利用固定化乳酸菌生产GABA的薄层层析图谱。(1)GABA标准品；(2)谷氨酸钠标准品；(3)利用MRS培养基发酵生产GABA；(4)利用白菜废弃物提取液生产GABA。

图2不同浓度白菜废弃物提取液中GABA的生产。

图3海藻酸钠固定化乳酸菌扫描电镜图片(左，发酵前；右，发酵后。A:x100～150,B:x3,500and C:x10,000)。

图4利用固定化乳酸菌生产GABA的生成曲线。

图5利用固定化乳酸菌生产GABA的反应初速率。

图6不同碳源的添加对反应初速率的影响。

图7不同浓度的麦芽糖和葡萄糖对反应初速率的影响。

图8不同氮源的添加对反应初速率的影响。

图9不同浓度的酵母提取物对反应初速率的影响。

图10利用反复分批发酵生产GABA。

图11增加每批次发酵时间的反复分批发酵方式生产GABA。

图12反复分批发酵每批次的发酵时间及固定化细胞计数对比图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。除非另有说明，否则“％”为基于重量的百分数。

本发明中，术语“白菜提取液培养基”是指以白菜提取液为主要成分的培养基，其用于乳酸菌，特别是固定化乳酸菌的发酵。因此其含义与“用于乳酸菌发酵的培养基”具有相同含义。本文有时简称为“本发明的培养基”。

本发明的白菜提取液是指用白菜原料提取而得到的液体。在鲜白菜原料的情况下，白菜提取液通过压榨原料或原料与水的混合物提取获得。在干白菜原料的情况下，白菜提取液一般需要通过向干白菜原料添加水进行加热来提取。白菜提取液一般需灭菌处理。例如将白菜原料先在高温例如100～120℃下加热，然后进行压榨提取。根据具体情形，也可先对白菜原料进行压榨提取，然后对提取液进行灭菌处理，例如高温灭菌处理1-30分钟，优选5-20分钟。在某些实施方案中，对灭菌处理后的提取液进一步进行过滤，例如使用200目滤布过滤。

本发明的培养基的主要成分为白菜提取液是指培养基由白菜提取物本身组成，即100％白菜提取物；或由白菜提取物和适量水和/或少量其他营养成分组成。即，培养基中的有效成分(包括营养成分和必要无机元素)主要或全部来自于白菜提取液。在第一种情况下，本发明的培养基由白菜提取液本身在不添加任何其他成分的情况下直接作为培养基。在第二种情况下，水的添加量不特别限定，可根据得到的白菜提取液的浓度等具体情形而变化。在某些情况下，水的添加量可能大于白菜提取液的量，此时仍然属于以白菜提取液为主要成分。

本发明中，其他营养成分是指为了增强培养基的性能或赋予培养基新的性能而添加的其他成分。其他营养成分的实例包括但不限于碳源和氮源。其他营养成分的量一般以2％以下，例如1％以下为宜。在其他营养成分为多种的情况下，其总量以4％以下，例如3％以下或2％以下为宜。本发明中，作为碳源的实例包括但不限于葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。作为氮源的实例包括但不限于酵母提取物和牛肉膏。本发明可使用上述碳源或氮源中的任一成分或多种的组合。需说明的是，并非所有的碳源或氮源均可添加至本发明的培养基。

本发明中的白菜原料是指以白菜或其部分，或者白菜废弃物、白菜加工物，或者白菜干物质。在某些情况下，为了提取的方便，白菜原料还可包含适量水。例如基于重量包含20％-80％，优选40％-60％，例如50％的水。

本发明的培养基一般以液体形式存在，其浓度可根据需要而变化。本发明的培养基可以储存浓度和工作浓度两种不同浓度存在。工作浓度是指在发酵时培养基的实际浓度，而储存浓度是在发酵前用于储存、运输方便而存在的浓度。储存浓度可以是工作浓度的不同倍数。例如，2倍、5倍或10倍等。本发明的培养基还可以固体粉末形式存在。此时需要将白菜提取物进一步浓缩、干燥至粉末的过程。在使用时，只需将固体形式的培养基与适量的水混合即可。

本发明发现白菜提取液特别适合于通过海藻酸钠包埋得到的固定化乳酸菌。因此，本发明的固定化乳酸菌优选为海藻酸钠包埋的固定化乳酸菌。其原因可能在于本发明的培养基中的成分不影响酶活性，且营养成分含量适中，海藻酸钠固定化的乳酸菌在培养基中的生长能力有限，因此不会发生因过度生长导致细胞从固化小球泄漏，同时又能很好维持固定化细胞内细胞密度与酶活性。

本发明中，固定化乳酸菌的制备包括使乳酸菌细胞悬液与海藻酸钠溶液以1:15-2:1的体积比，优选1:15-1:1的体积比混合进行固定化。其中细胞悬液一般是将细胞分散于氯化钠溶液中得到，悬液中细胞的数量一般为3×10⁹-10×10⁹CFU/ml，优选5×10⁹-6×10⁹CFU/ml，例如5.65×10⁹CFU/ml。海藻酸钠溶液的浓度一般为1％-5％(w/v)，优选1.5％-3％(w/v)。固定化后的胶珠的珠粒大小为1.6-2.2mm，珠粒中细胞计数为5.5-9.0logCFU/g。

实施例1

一、白菜废弃物提取液及成分检测

白菜废弃物与水按照1:1的比例混合，100～120℃温度下，加热15min，压榨提取，对提取物中的相关成分进行检测结果如下。

1.一般成分分析

用高效液相色谱法测定了11种碳水化合物的含量，发现白菜废弃物提取液中含有麦芽糖、葡萄糖、果糖三种碳水化合物的含量分别为0.83g/L、7.32g/L、10.54g/L。这三种成分为乳酸菌细胞生长及维持提供了丰富的碳源。通过高效液相色谱法发现白菜废弃物提取液中抗坏血酸含量为0.16g/L；通过AOAC方法检测得到白菜废弃物提取液中可溶性膳食纤维的含量在2.42g/L，这些成分都为细胞及酶活性的维持提供了必要的营养成分。

表1白菜废弃物提取液中的一般成分检测

2.微量元素检测

钾、钠、钙、镁等微量元素的测定利用石墨炉-原子吸收检测技术。表2为大白菜叶废弃物提取物和大白菜茎废弃物提取物中各种矿物元素的含量。结果表明，叶废弃物提取物的矿质含量在钙、钾、镁、钠、铁、氯、NO₂、Br、PO₄、SO₄、铝、锶等元素含量上均显著高于茎废弃物提取物。这些微量元素均为乳酸菌细胞的生长维持及GAD酶活性提供了必需的营养因子。

表2白菜废弃物提取液中的微量元素含量

二、固定化乳酸菌的制备

1.海藻酸钠浓度的确定

将乳酸菌细胞分散于0.9％的氯化钠溶液中，与4％(w/v)海藻酸钠溶液按1:10、1:5、2:5、3:5和1:1(v/v)的比例混合进行细胞固定化，检测海藻胶珠中的乳酸菌数与释放到CaCl₂溶液中的乳酸菌数。结果发现，随着海藻酸钠溶液比例的增加，海藻胶珠中和流散到CaCl₂溶液中的乳酸菌数均逐渐减少。细胞悬液与海藻酸钠浓度为1:10(v/v)时释放到CaCl₂溶液中的乳酸菌数最低，为4.19×10³CFU/mL，而且海藻胶珠内的细胞数与释放细胞数之比最高，海藻胶珠的细胞数也最低。当细胞悬液与海藻酸钠的比例为2:5(v/v)时，海藻胶珠内的细胞数为7.50×10¹⁰CFU/mL，海藻胶珠的细胞数与释放细胞的比例为3.09×10³，海藻酸钠浓度达到2.86％时是最适合细胞固定化的浓度。结果表明，固定化前的游离乳酸菌细胞数为5.65×10⁹CFU/ml，固定后的细胞计数比游离细胞增加13.3倍，平均固定珠粒直径约为3mm。

研究表明，太低的海藻酸钠浓度容易导致海藻酸钠胶珠的破碎，而较高海藻酸钠浓度条件下，底物难以通过胶珠扩散，细菌不能获得足够的营养。多数研究表明利用固定化乳酸菌生产GABA时，海藻酸钠的最佳浓度为1.5-3.0％，珠粒大小为1.6-2.2mm，珠粒中细胞计数为5.5-9.0logCFU/g。

表3海藻酸钠浓度对固定化细胞数的影响

2.利用固定化乳酸菌在白菜废弃物提取液中发酵生产GABA

固定化乳酸菌PL7-2在含有1％谷氨酸钠(MSG)的白菜废弃物提取液中于30℃发酵培养24h。由图1发现可将MSG大部分转化为GABA，证实了利用白菜废弃物提取液和固定化乳酸菌发酵生产GABA的可行性。

3.白菜废弃物提取液浓度对GABA转化率的影响

为了分析不同浓度的白菜废弃物提取液中GABA的转化情况，将固定化乳酸菌在含有1％MSG的10％～100％浓度的白菜废弃物提取液中于30℃发酵培养24h。图2的结果表明，随着白菜废弃物提取液浓度的升高，GABA的转化率升高，但在白菜废弃物提取液浓度高于50％以上时，GABA的转化率不再升高，因此选择50％的白菜废弃物提取液作为固定化乳酸菌细胞转化生产GABA的基质。

4.固定化乳酸菌细胞发酵前后的形态变化

图3示出了扫描电镜图。通过扫描电镜图片发现，海藻酸钠胶珠表面在发酵前较为光滑，发酵后的海藻酸钠胶珠明显变得凹凸不平，细胞表面的固定化膜有不同程度的损伤，从扫描电镜图片中也可清晰看到固定化胶珠内乳酸菌的形态。

三、发酵条件优化

1.GABA生成曲线

将固定化乳酸菌在含有1％MSG的50％浓度的白菜废弃物提取液中于30℃发酵培养24h，每2h检测一次GABA的转化率，根据发酵时间作GABA的生成曲线。由图3.10可知，GABA的转化率随时间逐渐增加，在15小时达到最高为96％，15h后GABA的转化率无显著增加。所以，选择15h作为反复分批发酵的时间。

2.生成GABA的反应初速率

用游离细胞浓缩2倍细胞密度制备固定化细胞，海藻酸钠胶珠内的细胞计数为6.46×10⁹CFU/g，测定1h内GABA生成的反应初速率。

在此条件下，利用固定化乳酸菌在白菜废弃物提取液中生产GABA的动力学参数可形成线性方程，并由此得出反应初始速率为0.0833mmol/L·min。

3.碳源的添加对反应初速率的影响

为了分析碳源对固定化细胞生产GABA起始速率的影响，分别在白菜废弃物的中添加0.75％的葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖进行反应。结果如图6所示。图6表明，GABA产生的初始速率随着葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖的添加而增加。乳糖的添加降低了GABA生产的初始速率。添加麦芽糖的初始速率为最高，达到0.1126mmol/L·min，与添加葡萄糖的初始速率0.1036mmol/L·min并无显著差异。

图7示出了不同浓度的麦芽糖和葡萄糖对反应初速率的影响。通过分析添加从0～1％之间不同浓度的麦芽糖和葡萄糖对初始速率的影响发现，两种碳源的添加对初始速率的影响并无显著差异，添加0.5％的麦芽糖时反应初速率达到0.1197mmol/L·min，是对照的1.46倍。而葡萄糖添加使的反应初速率最高的是0.75％的葡萄糖，反应初速率达到0.1136mmol/L·min，比对照高1.39倍。

4.氮源的添加对反应初速率的影响

为了分析氮源对固定化细胞生产GABA起始速率的影响，分别在白菜废弃物的中添加1％的酵母提取物(Yeast extract,YE)、蛋白胨(Peptone)和牛肉膏(Beef extract,BE)进行反应。结果表明，蛋白胨的添加对初始速率并无显著影响。酵母提取物和牛肉膏的添加有效地提高了初始速率，酵母提取物的添加使初始速率达到最高为0.1155mmol/L·min。

通过分析添加从0～1％之间不同浓度的酵母提取物对初始速率的影响发现，反应初速率随着YE浓度的增加而增加，当YE添加量为0.3％时反应初速率达到0.1082mmol/L·min，当YE添加量为1％时，反应初始速率最高达到0.1195mmol/L·min，比对照提高1.48倍。

结果表明，添加碳源和氮源可有效提高GABA的反应初速率，通过添加碳源和氮源，可有效缩短固定化乳酸菌发酵生产GABA的反应时间，提高反应效率，从而提高GABA的产量。

四、固定化细胞间歇式反复分批发酵条件的确立

利用固定化乳酸菌和50％的白菜废弃物提取液反复分批发酵生产GABA，反应液中添加1％的MSG作为底物，于30℃每个批次的发酵时间为15h。结果如图10所示。图10表明，GABA的转化率从第1批次的96％依次下降，第7批次GABA的转化率仅为65.86％，而且GABA转化率依批次呈线性关系。这可能是由于随着发酵时间的推移，海藻胶珠中的乳酸菌细胞逸出到海藻胶珠外，或者乳酸菌细胞中的谷氨酸脱羧酶活性下降导致。这与通过电镜观察海藻胶珠发酵前后的图片结果一致。

由于反复分批发酵过程中随着发酵批次的增加，GABA的转化率呈线性下降，所以，本研究在分批发酵过程中，适当增加后面批次的发酵时间，以达到GABA产率增加的目的，发酵时间根据所得线性方程近似计算。结果表明，反应时间从第1批次的15h增加到最后16批次的100h，各批次的转化率均达到90％以上，最终第16批次转化率达到98.58％，共计生成807mmol/L的γ-氨基丁酸。固定化细胞在16个批次共发酵29天，29天后活细胞数为1.17×10⁹CFU/g。虽然与海藻胶珠中的初始细胞数相比，细胞计数减少了66倍，但GAD酶在29天后仍然保持较高活性。

表4固定化细胞反复分批发酵参数表

五、结论

1.优化白菜废弃物的提取条件，分析白菜废弃物提取液成分，制备有效提高固定化乳酸菌发酵生产GABA产量的发酵液。

白菜废弃物与水按照1:1的比例混合，100～120℃温度下，加热15min，压榨提取。分析表明，白菜废弃物提取液中含有麦芽糖、葡萄糖、果糖，其含量分别达到0.83g/L、7.32g/L、10.54g/L。可溶性膳食纤维的量达到2.42g/L。通过对白菜废弃物提取液中的微量元素进行分析，发现白菜废弃物提取液中含有大量的K⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Cu²⁺、Fe离子、NO₃ ^-、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-、Mn²⁺、Zn²⁺等离子，这些都为乳酸菌的生长代谢提供了必要条件。

2.制备固定化乳酸菌细胞，利用白菜废弃物提取液中发酵生产GABA

通过不同比例细胞菌悬液与海藻酸钠混合以后，固定化细胞内包埋的细胞数，以及扩散到CaCl₂溶液中的细胞数做比较，选定细胞菌悬液与海藻酸钠的混合比例为2:5，这时的海藻酸钠浓度为2.86％。将固定化细胞在不同浓度的白菜提取液中发酵结果表明，随着白菜提取液浓度的升高，GABA生产量升高，但是超过50％以上，GABA的生产量没有显著性变化，所以选择50％的白菜提取液作为固定化细胞生产GABA的反应液，其中添加1％的MSG。

3.固定化乳酸菌在白菜废弃物提取液中发酵生产GABA的条件优化，确立固定化乳酸菌反复分批发酵生产GABA的条件。

通过固定化细胞24小时的发酵，GABA的生产曲线结果表明，GABA的生产随着发酵时间而增加，在15小时达到最高，合成率为96％。利用固定化细胞进行7次反复分批发酵，每次发酵时间均为15小时。结果表明，GABA的生产量呈直线下降，并得到直线的一元方程。为了每次分批发酵都能得到高浓度的GABA，通过所得到的一元方程计算，将反应时间延长。结果表明，通过延长每次发酵的反应时间，最后进行了16次分批发酵，每次的GABA生产率均在90％以上。而每次反应的时间，与固定化细胞中的细胞数成相反。通过发酵中的各个参数分析结果显示，分批发酵一共进行了16次，共29天，其中GABA的平均生产率达到94.46％，共生产GABA 807mmol/L，初始细胞数为：7.76×10¹⁰CFU/g，29天后仍然保持在1.17×10⁹CFU/g。

本发明选用白菜废弃物提取液作为发酵生产GABA的主要培养基原料，方法研究内容在国内外公开发表的中外文文献中，未见相关文献报道。本方法着眼于固定化乳酸菌与废弃物利用相结合的方式发酵生产GABA，简化生产工艺，同时达到资源有效再利用、增加经济价值、节约生产成本、改善环境污染的目的，并可为其他果蔬废弃物再利用提供参考依据。通过白菜废弃物的利用，生产新资源食品GABA，废弃物利用的同时，降低GABA的生产成本，有效缓解环境污染，具有较大的经济意义和社会价值。

本发明采用海藻酸钠包埋法固定乳酸菌细胞，利用白菜废弃物提取液作为固定化乳酸菌发酵生产GABA的主要基质，可为固定化细胞提供一个较为温和的发酵环境，有效保持酶活性，提高固定化细胞利用率及GABA的产量、产率。反应完成去除固定化细胞后，整个发酵液成分主要为GABA和白菜废弃物提取液，简单处理即可直接作为食品添加剂使用，节省后续GABA的分离提纯等工序，节约大量人力物力，可有效控制GABA的生产成本。

因缺乏科学有效的处理手段，我国每年1亿吨的蔬菜废弃物被随意丢弃、堆放，利用率较低的同时也造成了环境污染。白菜废弃物产生于收获、运输、销售及加工等各个环节，受市场影响的白菜滞销会产生更多废弃物。通过对白菜废弃物的综合利用，既可有效改善环境污染，又可提高白菜废弃物的经济附加值，具有良好的经济效益和社会价值。本发明对于推动我省白菜废弃物资源再利用具有十分重要的现实意义。本发明通过白菜废弃物的利用，生产新资源食品GABA，废弃物利用的同时，降低GABA的生产成本，有效缓解环境污染，具有较大的经济意义和社会价值。

尽管本发明已经参考示例性实施方案进行了描述，但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的示例性实施方案做多种调整或变化。权利要求的范围应基于最宽的解释以涵盖所有修改和等同结构与功能。

Claims (6)

1.一种用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，包含在底物存在下使固定化乳酸菌在培养基中发酵，从而生产γ-氨基丁酸的步骤，其中，固定化的条件为：海藻酸钠溶液的浓度为1.5-3.0%，固定化细胞的珠粒大小为1.6-2.2 mm，珠粒中细胞计数为5.5-9.0 logCFU/g；

其中，所述培养基以经灭菌处理的白菜提取液为主要成分，所述白菜提取液是指用白菜原料提取而得到的液体，在鲜白菜原料的情况下，白菜提取液通过压榨原料或原料与水的混合物提取获得；在干白菜原料的情况下，白菜提取液通过向干白菜原料添加水进行加热来提取。

2.根据权利要求1所述的用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述培养基通过使白菜废弃物与水以1:1的重量比混合，100-120℃温度下，加热后压榨得到提取液，然后将提取液以10%-50%的重量与水混合得到。

3.根据权利要求1所述的用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述白菜原料包括鲜白菜及其部分、干白菜及其部分和白菜废弃物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，进一步包含2重量%以下的选自由葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖组成的组中的至少一种碳源。

5.根据权利要求1所述的用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，进一步包含2重量%以下的酵母提取物和/或牛肉膏作为氮源。

6.根据权利要求1所述的用于生产γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，其中，所述发酵为间歇式反复分批发酵。

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