论文摘要
米糠是稻谷加工中的副产品,年产量很大但开发利用程度很低,其含有的谷氨酸脱羧酶（GAD）活力是植物中的佼佼者。本论文研究了利用米糠GAD催化谷氨酸（Glu）发生脱羧反应来富集γ-氨基丁酸（GABA）。设计两种工艺条件分别模拟不同的植物逆境条件激活米糠GAD,其中:直接法模拟热刺激、缺氧、盐胁迫等逆境条件;提酶法模拟热刺激、缺氧、盐胁迫、机械刺激等逆境条件,并在此基础上对富集液中GABA的分离纯化工艺进行了探讨。具体内容包括:米糠直接法和提酶法富集GABA工艺条件的比较;利用固定化酶法固定化米糠GAD制备GABA;分离纯化GABA富集液中的GABA。研究对比了利用米糠通过直接法和提酶法富集GABA的两种工艺,优化了两种方法的工艺条件。通过正交试验方法优化得到直接法富集的GABA最高产量为15.37mg·（g米糠）-1,提酶法得到的最高产量为29.89mg·（g米糠）-1。其中机械刺激对米糠GAD的激活作用最强。借鉴固定化酶的方法,尝试利用健康无毒的海藻酸钠固定化米糠GAD制备GABA,得到最佳固定化条件:米糠用量6.0%、海藻酸钠溶液浓度2.5%、硬化时间1h、CaCl2溶液浓度1.0%。通过固定化米糠GAD酶学性质的研究,发现经海藻酸钠固定化的米糠GAD的最适温度由40℃移至45℃。此时固定化米糠GAD酶活力回收率达到51.00%。利用固定化米糠GAD制备的GABA富集液中,GABA含量较未固定化米糠GAD的升高。利用乙醇沉淀法对GABA富集液进行初步分离处理,得到75%的乙醇浓度对GABA富集液中蛋白质和多糖的沉淀效果显著,沉淀率达到90%以上,且GABA的损失率较小,表明乙醇沉淀法适用于GABA富集液的初步分离。LSA-8B大孔吸附树脂是一种高效、选择性吸附纯化树脂,对蛋白质、糖和色素有较好的吸附,且GABA回收率较高,适用于GABA富集液的纯化。吸附纯化过程为吸热过程,主要表现为物理吸附,反应温度升高有利于加速吸附进程。研究考察了吸附过程中的影响因素,确定最佳条件为:采用预处理液调pH值至5.0,上柱流速为2BV·h-1,以脱除蛋白质、色素和部分多糖等杂质;流出液调pH值至8.0,上柱流速为1BV·h-1,脱除糖等杂质。碱性乙醇再生剂结合了酸碱再生剂和乙醇再生剂的优点,对LSA-8B大孔吸附树脂有良好的再生效果。提酶法制备的GABA富集液经纯化后,GABA含量由初始的4.76%提高到13.90%,GABA回收率为75.52%。由固定化米糠制备的GABA富集液中蛋白质和糖含量低,可以直接用LSA-8B大孔吸附树脂处理,处理后GABA含量由3.06%提高到4.04%,GABA回收率为98.06%。