年产2400t菌菇酱生产工艺设计+功能化设计(4)
1.4.1(2) 富GABA粮食的研究
谷物类粮食中的蛋白质被其内在的蛋白酶水解后生成大量谷氨酸，在一定条件下可被谷氨酸脱羧酶催化转化生成γ-GABA发芽糙米。在日本已经获得了产业化生产GABA含量较糙米高出了2倍，较白米高出了7倍。郭晓娜等[14]人也对发芽糙米进行了研究γ-氨基丁酸含量达47.1mg/100g，为发芽前的2.4倍。我国顾振新等[15]和杨明毅等[10]在这方面也做了大量研究和开发工作并取得了可喜进展。米胚芽在浸泡发芽过程中被活化的谷氨酸脱羧酶作用于添加的谷氨酸可生成GABA。米糠与米胚芽系碾米过程中的副产品价格便宜，采用米胚芽和米糠作为酶源生产富GABA产品可以极大的提高其附加值。大久长Saikusa[16]等人对富GABA 米胚芽进行了研究，米胚芽GABA含量获得了大幅度提高，但是米胚芽脂肪含量高不易保存，因此，三枝贵代等人尝试将米胚芽脱脂后再进GABA富集，这样既可改善制品的保存性又可提高制品的GABA含量利用。n-乙烷对米胚芽进行脱脂处理，油脂含量从21.5%(W/W)降到了3.9%(W/W)，GABA含251mg/100g增加到了328mg/100g。另据科学时报2003年1月6日报道，我国的黄大年研究员已经培育出富含GABA的稻米新品种，GABA含量较一般水稻品种的精米高5-6倍。
1.4.1(3) 微生物合成GABA
谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD)广泛分布于各种有机体活细胞是生物体催化谷氨酸脱羧生成GABA的唯一酶。目前已经在多种细菌古生菌和真核微生物中发现了GAD的存在。
大肠杆菌是发现较早的并具有较高GAD活性的微生物许多研究者对利用大肠杆菌生产GABA进行了探讨赵景联[11]用海藻酸钙包埋法将大肠杆菌细胞制成固定化细胞与1%谷氨酸溶液进行间歇反应连续搅拌式反应及连续柱式反应生产GABA 间歇反应5h转化率达到了100%在三角瓶反应器中进行连续搅拌式反应以6ml/h 的流速输入底物溶液和输出反应液转化率达85%连续柱式反应器中进行控制流速12ml/h转化为95%章汝平等[12]人用以同样方法固定的固定化大肠杆菌细胞对后道精母液提取谷氨酸后的废液进行转化生产GABA获得了GABA含量达到98.94%收率为49.65%。
虽然大肠杆菌具有较高的GAD活力以大肠杆菌生产GABA在得率上具有较大的优势但是对于食品工业来说以大肠杆菌作为生产菌株存在极大安全隐患因此必须寻找一些较安全的微生物用于进行GAD的提取和GABA的生产。
红曲米是以中国传统微生物红曲霉(Monascus spp.)制备而成已经广泛作为粗药和用于民间的制醋和酿酒含有丰富的GABA[7]红曲霉已经在食品生产中获得了长期使用实践证明除了少数种由于产生桔霉素外多数都比较安全许多研究者都对其合成GABA的能力进行了研究Kono等[30]对Koji制作中GABA的变化进行了研究GABA含量达到了120 g/g Wang等利用Monascus purpureus NTU 601进行固体发酵GABA含量达到了5004mg/kg Su等[25]也报道了采用Monascus purpureus CCRC31615 进行固体发酵GABA含量达到了1200mg/kg。
乳酸菌已经广泛应用于酸奶奶酪和泡菜等食品的生产已经有很多研究表明乳酸菌具有GAD活性可以催化谷氨酸脱羧产生GABA，Nomura等[19]人从生产奶酪的菌株中分离到一株Lactococcuslactis01-7用于奶酪生产奶酪的GABA 的含量达到了383mg/kg许建军[28]也从乳酸菌中筛选到了高产GABA Lactococcuslactis菌株25L罐发酵72h发酵液的GABA达到了250mg/100ml可用于作为酸奶开发或制成含GABA的辅料加入其他食品中刘清等[23]也对高产GABA乳酸菌筛选和发酵条件进行了报道发酵液中的GABA 达到3.1g/L酒糟是以农副产品酿酒蒸馏后的剩余物Yokoyama等[31]人以Lactobacillus brevis IFO-12005对其进行发酵GABA的含量达到了10.18mmol/L通过离心絮凝脱色和脱臭处理获得了较好的GABA溶液可用于食品GABA强化爱宕世高等采用Lactobacillus plantarum利用含有米糠抽提液的培养基发酵生产GABA在干粉含量达到了5%。