γ-氨基丁酸产生菌的选育及发酵工艺研究

论文摘要

本论文主要研究了发酵液中γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）的测定方法、GABA产生菌的选育及产酸条件优化,主要内容及结果如下:1)论文首先研究了GABA的测定方法,即用纸层析法定性分析GABA,纸层析-比色法定量分析GABA。确定了纸层析分析方法中展开剂和显色剂的组成,展开剂组分正丁醇∶冰醋酸∶水（V/V）=2∶1∶1为最优比例,显色剂茚三酮浓度为8g/L时较为合适,此时GABA和谷氨酸的Rf值有明显差异,分离效果最好。并确定了最佳分析条件:当波长在513nm处,显色温度为80℃、显色时间和洗脱时间均为30min时,实验效果最明显。并制作了GABA含量与吸光度值的关系曲线,即GABA标准曲线,为常规检验样品中的GABA含量提供了可靠的实验依据。进一步对样品重复性实验、加标回收率等进行了分析,试验结果表明,纸层析-比色法定量GABA的试验方案重复性较好,相对标准偏差仅为0.272%,加标回收试验的平均回收率为98.1%,说明此法测定具有较高的可靠性,为后续研究工作奠定了基础。2)实验从酸菜中分离、筛选到一株野生菌（乳酸菌35#）,它能够将L-谷氨酸钠转化为GABA,产量为1.85g/L,是一株很有潜力高产GABA的菌株。随后对35#菌的形态学特征及生理生化特征进行了研究,在MRS培养基上30℃培养2d后,发现菌落较小,呈圆形乳白色,不透明,中间隆起,边缘整齐,周边有小皱纹,表面湿润光滑。其分类学研究发现:菌株为G+,兼性厌氧,石蕊牛乳试验使石蕊变红,不液化明胶,不产硫化氢,V-P试验阳性,不产过氧化氢酶,吲哚试验阴性,甲基红试验阳性,葡萄糖发酵产酸不产气,蔗糖、果糖、乳糖、甘露糖等发酵阳性,最适生长温度2834℃,最适生长pH6.57.5。根据《伯杰细菌鉴定手册》,该菌株初步鉴定为乳酸链球菌。3)实验还对乳酸菌35#的发酵培养基和发酵条件进行了优化,得出培养基的组成（g/L）:蔗糖10,丁二酸钠10;胰蛋白胨5,酵母膏5;L-谷氨酸钠10;优化后的最佳发酵条件:培养基初始pH6.5、培养温度32℃、接种量8%、培养时间为静置培养48h,比国内其他研究GABA高产乳酸菌种发酵周期缩短24h,在最佳培养基和发酵条件下,发酵液中GABA的含量达4.57g/L,比优化前有了显著提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 GABA 的理化性质
• 1.3 GABA 的分布
• 1.4 GABA 的生理功能
• 1.4.1 降低血压
• 1.4.2 治疗癫痫病
• 1.4.3 调节心血管功能
• 1.4.4 控制哮喘
• 1.4.5 改善神经机能
• 1.4.6 增进肝功能，活化肾功能
• 1.4.7 其他功能
• 1.5 GABA 的应用
• 1.5.1 GABA 在食品领域的应用
• 1.5.2 GABA 在医药领域及其他领域的应用
• 1.6 GABA 的合成与分解代谢
• 1.7 GABA 的生产方法
• 1.7.1 化学法
• 1.7.2 植物富集
• 1.7.3 微生物发酵
• 1.8 微生物发酵法生产GABA 的研究概况
• 1.9 本课题的研究目的及意义
• 1.10 本课题的主要研究内容
• 第二章 纸层析-分光光度法测定发酵液中GABA 含量的研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要仪器设备
• 2.2.3 主要试剂配制
• 2.3 方法
• 2.3.1 定性测定GABA 的主要步骤
• 2.3.2 定量测定发酵液中GABA 的含量
• 2.3.3 相对标准偏差
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 展开剂的选择
• 2.4.2 洗脱液最佳吸收波长的测定
• 2.4.3 显色剂的选择
• 2.4.4 显色温度和时间的确定
• 2.4.5 最佳洗脱时间的确定
• 2.4.6 吸光度与GABA 质量关系的测定
• 2.4.7 GABA 标准曲线的测定
• 2.4.8 精密度测定
• 2.4.9 回收率测定
• 2.5 讨论
• 2.6 本章小结
• 第三章 GABA 产生菌的筛选及鉴定
• 3.1 引言
• 3.2 材料
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 主要仪器设备
• 3.2.3 培养基
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 菌株筛选
• 3.3.2 菌种鉴定方法
• 3.3.3 分析测定方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 结果
• 3.4.2 讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 GABA 摇瓶发酵条件的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料
• 4.2.1 菌种
• 4.2.2 主要试剂
• 4.2.3 主要仪器
• 4.2.4 培养基
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 培养方法
• 4.3.2 培养基优化方法
• 4.3.3 培养条件优化方法
• 4.3.4 分析检测方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 发酵培养基优化
• 4.4.2 发酵条件优化
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文