产γ-氨基丁酸乳酸菌的研究与应用

论文摘要

γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid,GABA）作为一种重要的非蛋白质氨基酸,具有降血压、治疗癫痫、改善脑机能等众多的生理活性。本研究的目的是筛选得到高效产GABA的乳酸菌株并最终将其投入到生产酸奶的应用中,主要的研究内容及成果如下:从西藏干酪、乳酸饮料和泡菜等相关样品中分离获得了7株产GABA的乳酸菌株。其中有3株GABA产量较高的乳酸菌,其产量分别达到383μg/ml、345μg/ml和813μg/ml。选择产量最高的菌株作为研究对象,对其采用Api20A系统进行鉴定,初步确定其为发酵乳杆菌,命名为ML7。从常用的几种乳酸菌培养基中筛选出GYP培养基作为ML7的种子培养基,在此基础上,采用经验法与统计法相结合的手段,对产GABA乳酸菌ML7的种子培养基进行优化。最终得到ML7的种子培养基成分为:乳糖15g,酵母膏5g,胰蛋白胨5g,无水乙酸钠2g,MgSO4·7H2O 0.02g,MnSO4·4H2O 0.001g,NaCl 0.001g,FeSO4·7H2O 0.001g,麦芽汁（糖度15°T）10ml,琼脂15g（配固体培养基时用）,蒸馏水1000ml,初始pH为6.8。用此培养基,在37℃条件下厌氧培养20h后得到的ML7活菌数可达2.2×1010cfu/ml。通过分析时间、温度、pH和底物添加量对发酵过程的影响,从而进一步对ML7的生长及其产GABA两方面特性进行研究。结果表明,ML7的生长最适温度为37℃;最适初始pH为7;培养20h活菌数达到最大值。NML7产GABA的最佳温度为30℃;GABA的产量随着初始pH的降低而逐渐增加;培养55h后GABA积累量达到最大;Glu添加量为5%时获得最大GABA产量。将乳酸菌ML7应用于GABA酸奶的发酵中。结果表明,利用ML7变温发酵生产的含GABA酸奶的感官状态良好,后熟酸度为83°T,活菌数达到2.72×109cfu/ml,均符合我国酸牛乳GB2746-1999标准,且GABA含量也达到75.33mg/l,可作为功能保健型酸奶供人们饮用。其最佳发酵工艺条件为:接种量0.6%,L-Glu添加量0.5%0,前发酵（37℃）时间14h,后发酵（30℃）时间10h,后熟12h。本研究为利用乳酸菌开发富含GABA的乳制品的应用奠定了良好的基础。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 γ-氨基丁酸的存在及生成机理
• 1.1.1 γ-氨基丁酸的存在
• 1.1.2 γ-氨基丁酸的生成机理
• 1.2 γ-氨基丁酸的生理功能
• 1.2.1 降血压功能
• 1.2.2 抗心律失常作用
• 1.2.3 治疗癫痫
• 1.2.4 调节激素的分泌及其生殖生理作用
• 1.2.5 神经营养作用
• 1.2.6 调节激素分泌
• 1.2.7 提高脑活力
• 1.2.8 其他作用
• 1.3 γ-氨基丁酸的制备方法
• 1.3.1 化学法制备
• 1.3.2 生物法制备
• 1.3.2.1 植物组织代谢制备
• 1.3.2.2 微生物法制备
• 1.4 生物法制备γ-氨基丁酸的影响因素
• 1.4.1 pH值
• 1.4.2 辅酶
• 1.4.3 温度
• 1.4.4 氧含量（溶解氧）
• 1.4.5 水分
• 1.4.6 L-谷氨酸（L-Glu）
• 1.4.7 抑制剂
• 1.5 γ-氨基丁酸的应用
• 1.5.1 γ-氨基丁酸在饲料中的应用
• 1.5.1.1 在现代畜禽养殖业中的应用
• 1.5.1.2 在现代畜牧业中的应用
• 1.5.1.3 在现代渔业中的应用
• 1.5.2 富含γ-氨基丁酸食品材料的制备
• 1.5.2.1 富含GABA的茶叶（Cabaron）
• 1.5.2.2 富含GABA的发芽糙米
• 1.5.2.3 微生物法制取GABA添加剂
• 1.5.2.4 富含GABA乳制品
• 1.6 酸奶的营养价值
• 1.6.1 有利于三大营养素的消化和吸收
• 1.6.1.1 酸奶中的碳水化合物易于消化
• 1.6.1.2 酸奶中的蛋白质易于消化吸收
• 1.6.1.3 酸奶中的胆固醇与脂肪易于消化和代谢
• 1.6.2 维生素和矿物质含量丰富
• 1.6.3 酸奶对肠道菌群的改善作用
• 1.6.4 酸奶减缓衰老延年益寿的功效
• 1.7 课题的意义与任务
• 1.7.1 课题来源与研究意义
• 1.7.2 研究内容
• 第2章 产γ-氨基丁酸乳酸菌的分离筛选及其初步鉴定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 样品中乳酸菌的分离及纯化
• 2.1.3.1 采样
• 2.1.3.2 菌株的分离纯化
• 2.1.4 产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选
• 2.1.4.1 种子液培养
• 2.1.4.2 深层发酵培养
• 2.1.4.3 γ-氨基丁酸的检测——高效液相色谱-荧光检测法
• 2.1.5 菌种鉴定
• 2.1.5.1 形态观察
• 2.1.5.2 API20A试剂盒法对ML7菌的鉴定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 产GABA菌种的分离及菌落形态
• 2.2.2 产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选
• 2.2.3 GABA菌株的鉴定
• 2.2.3.1 菌体及菌落形态观察
• 2.2.3.2 乳酸菌生理生化鉴定依据及反应结果
• 2.3 结论与展望
• 第3章 ML7培养基优化研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.1.1 菌种
• 3.1.1.2 仪器设备
• 3.1.2 培养基
• 3.1.2.1 GYP培养基
• 3.1.2.2 MRS培养基
• 3.1.2.3 SL培养基
• 3.1.2.4 TPY培养基
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.3.1 基础培养基的筛选
• 3.1.3.2 单因子实验设计
• 3.1.3.3 正交实验设计
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 基础培养基的筛选
• 3.2.2 氮源、碳源、生长因子等培养基成分的选择
• 3.2.2.1 氮源的筛选
• 3.2.2.2 碳源的筛选
• 3.2.2.3 生长因子的筛选
• 3.2.2.4 经验法优化的种子培养基
• 3.2.3 种子培养基的优化
• 3.2.3.1 培养基组分配比的优化
• 3.2.3.2 验证实验
• 3.3 小结与讨论
• 第4章 产GABA乳酸菌ML7特性的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 菌株
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 仪器
• 4.1.4 实验方法
• 4.1.4.1 生长特性的测定
• 4.1.4.2 产酸特性的测定
• 4.1.4.3 ML7产GABA特性的测定
• 4.1.4.4 温度对ML7生长及其GABA产量的影响
• 4.1.4.5 初始pH对ML7生长及其产GABA特性的影响
• 4.1.4.6 最适谷氨酸钠（L-Glu）加入量的确定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 生长特性的测定
• 4.2.2 ML7产酸特性
• 4.2.3 ML7产GABA特性
• 4.2.4 温度对ML7生长及GABA产量的影响
• 4.2.5 初始pH对ML7生长及GABA产量的影响
• 4.2.6 L-Glu的加入量对GABA产量的影响
• 4.3 小结与讨论
• 第5章 ML7在酸奶生产中的应用
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.1.1 菌种
• 5.1.1.2 原料
• 5.1.1.3 仪器设备
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.2.1 工艺流程
• 5.1.2.2 检验方法
• 5.1.2.3 实验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 ML7接种量对酸奶品质的影响
• 5.2.2 L-Glu加入量对酸奶品质的影响
• 5.2.3 前发酵时间对酸奶品质的影响
• 5.2.4 后发酵时间对酸奶品质的影响
• 5.2.5 ML7生产含GABA酸奶工艺条件的优化
• 5.3 小结与讨论
• 第6章 结论及后续研究展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附:个人简介及攻读硕士学位期间的科研成果
• 1.作者简介
• 2.攻读硕士期间的科研成果