γ-氨基丁酸（GABA）是一種天然存在的非蛋 白質(zhì)氨基酸，具有降血壓、改善腦機(jī)能、增強(qiáng)記憶、 抗焦慮等生理功能（Kantachote 等，2016）。 GABA 作為飼料添加劑，能夠提高動(dòng)物抗應(yīng)激能力，改善 胴體品質(zhì)和提高生產(chǎn)性能（汪祥燕等，2016)。 潘雪 梅等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，GABA 可以緩解奶牛夏季 的熱應(yīng)激， 提高奶牛免疫能力和機(jī)體的抗氧化能 力。Park 等（2015）研究結(jié)果表明，GABA 作為飼料 添加劑能顯著提高蛋雞的生產(chǎn)能力， 改善雞蛋品 質(zhì)。

GABA 標(biāo)準(zhǔn)品、MRS 培養(yǎng)基和 谷氨酸鈉均購(gòu)于北京酷來(lái)搏科技有限公司；苯酚、 硼酸、硼砂、次氯酸鈉、氫氧化鈉和無(wú)水乙醇均購(gòu) 于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司； 保加利亞乳桿菌 ATCC 11842 保藏于江漢大學(xué)湖北省豆類(lèi) （蔬菜） 植物工程技術(shù)研究中心食品加工實(shí)驗(yàn)室。

V-1600 紫外 可 見(jiàn) 分 光 光 度 計(jì)： 上海美譜達(dá)儀器有限公司；TG165 型離心機(jī)： 長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；HH-2 型水浴鍋：國(guó)華電器有限公司；SPX-150B-Z 型生化培養(yǎng)箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)。

菌 體 培養(yǎng)方法： 保加利亞乳桿菌 ATCC 11842 活化培 養(yǎng)基為 MRS 固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度為 30 ℃；保加 利亞 乳桿菌 ATCC 11842 生長(zhǎng) 培養(yǎng)基 為 MRS 液 體培養(yǎng)基，接種量為 2%；生長(zhǎng)液體培養(yǎng)基置于 50 mL 離心管， 裝液量為 48 mL， 調(diào)整液體培養(yǎng)基 pH，控制培養(yǎng)溫度，厭氧靜置培養(yǎng)，培養(yǎng) 36 h；每 個(gè)樣品重復(fù) 3 次。GABA 生物合成方法：在菌體生長(zhǎng)液體培養(yǎng)基 中添加 0.25 g 谷氨酸鈉底物，調(diào)整液體培養(yǎng)基 pH， 控制培養(yǎng)溫度，生物轉(zhuǎn)化 48 h；每個(gè)樣品重復(fù) 3 次。 1.3.2 菌體生物量測(cè)定方法 定時(shí)取 0.5 mL 發(fā) 酵培養(yǎng)基，6000 r/min 離心 15 min， 棄上清液，用 0.5 mL 無(wú)菌水懸浮菌體， 在 600 nm 條件下測(cè)定 菌體光密度值（吳軍林等，2018）。 在 600 nm 波長(zhǎng) 條件下，繪制菌體生物量與光密度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從 而計(jì)算出培養(yǎng)基中濕菌體的濃度。

乳酸菌生物轉(zhuǎn)化谷氨酸鈉生物合成 GABA 分 為兩個(gè)階段。 第一階段為乳酸菌的生長(zhǎng)階段，在此 階段需要提供乳酸菌良好生長(zhǎng)環(huán)境，使乳酸菌達(dá)到 最大的生物量； 第二階段是 GABA 的生物合成階 段，在此階段需要控制谷氨酸脫羧酶良好的活性環(huán) 境，谷氨酸鈉在谷氨酸脫羧酶的催化作用下生物合 成 GABA（Ttt 等，2014）。 Shi 等（2017）研究表明用短乳桿菌靜息細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化谷氨酸生成 GABA 有 兩個(gè)關(guān)鍵的控制因素，一是 pH 控制在 4.5，二是溫 度控制在 45 ℃。 Peng 等（2013）研究結(jié)果也表明分 步控制溫度和 pH 條件，用短乳桿菌 CGMCC 1306 生物轉(zhuǎn)化谷氨酸能獲得良好的轉(zhuǎn)化效率。 因此，本 研究探索分兩階段分別控制菌株的生長(zhǎng)和 GABA 的生物合成，以期提高 GABA 的產(chǎn)量。在菌株生長(zhǎng) 36 h 時(shí)，pH 為 5、6、7、8、9 時(shí)的菌 體生物量分別為 11.60、17.10、15.58、 13.93、9.48 g/L。 pH 高于 9 時(shí)，菌株的生長(zhǎng)受到顯著抑制。 pH 為 6 時(shí)菌株的生長(zhǎng)最佳。終產(chǎn)物乳酸的積累是抑制乳酸 菌生長(zhǎng)的重要原因，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基初始 pH 會(huì)影響乳 酸菌生長(zhǎng)。 閆征等（2003）研究表明，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基初 始 pH，乳酸菌在 pH 6 和 pH 6.5 條件下，表現(xiàn)出較 好的生長(zhǎng)。 楊靜等（2017）的研究結(jié)果也表明，乳酸 菌生長(zhǎng)的最適 pH 為 5.5 ~ 7.0。溫度高于 45 ℃， 菌株生長(zhǎng)受到明顯抑制。其中 35 ℃是菌株生長(zhǎng)的 最佳溫度。王奎明（2007）研究結(jié)果表明，保加利亞 乳 桿 菌 在 MRS 培養(yǎng) 基 中 和 37 ℃條件 下 生 長(zhǎng) 良 好。 培養(yǎng)基組分也會(huì)影響保加利亞乳桿菌的最適 培養(yǎng)溫度。曾少葵等（2017）以牡蠣酶解液為原料， 保加利亞乳桿菌的最適生長(zhǎng)溫度為 40 ℃。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)菌株生長(zhǎng)和 GABA 生物合 成的 pH 和溫度進(jìn)行兩階段分開(kāi)控制， 能顯著提高 GABA 的產(chǎn)量。 菌株在初始 pH 6.0，溫度 35 ℃條件 下生長(zhǎng) 36 h 后， 再調(diào)整發(fā)酵液 pH 至 8.0， 溫度 40 ℃，GABA 的產(chǎn)量達(dá)到 5.98 g/L。 優(yōu)化后 GABA 的產(chǎn) 量較優(yōu)化前 GABA 的產(chǎn)量提高 153.39%。



 

免責(zé)聲明：文章僅供學(xué)習(xí)和交流，如涉及作品版權(quán)問(wèn)題需要我方刪除，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們會(huì)在第一時(shí)間進(jìn)行處理。