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氨基丁酸制备方法

点击数:2020-08-21 16:54 来源: 山东奥兰迪生物科技有限公司

制备方法主要有化学合成法、生物发酵法及固相生物酶合成法三种。

1.化学合成法:

通常由吡咯烷酮开环制得。将生石灰用蒸馏水消化成石灰乳,抽入水解反应釜,加吡咯烷酮,升温至125~130℃,反应压力保持在0.29MPa,保温反应10~14h以上。反应结束后降温至30℃出料过滤,用蒸馏水洗涤。滤液加碳酸氢铵,直至无钙离子检出,再加活性炭在80℃保温脱色30min,60℃过滤,用蒸馏水洗,洗液与滤液合并,在60℃减压浓缩至析出结晶,加入乙醇,冷却、过滤、干燥,得成品,收率为85%以上。此类多见于专利文献的报道,成本较高,得率较低。因此化学合成法制备的GABA不能用于食品,也不能被认为是一种天然食品添加剂。

2.生物发酵合成法:

在早期的研究中,发酵法生产GABA以大肠杆菌为生产菌,发酵培养基为麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、矿物质等。在发酵过程中,利用大肠杆菌脱羧酶的作用,将L‑谷氨酸转化为GABA,再分离纯化得到GABA制品。相比较来说是一种既安全、又低成本的方法。但是,若要进行食品开发,使用大肠杆菌无疑存在安全性方面的种种问题。

根据最新的研究报道和专利文献,乳酸菌、酵母菌、曲霉菌等一些安全性高的微生物在GABA类食品的制备中已有应用,这就使得生物合成的GABA制品能用作高档功能性保健食品的配料。

3.谷氨酸固相生物酶脱羧合成法:

将来源于乳酸菌、酵母菌、曲霉菌等具有脱羧酶的基因片段进行重组,制备具有高表达的脱羧酶工程菌,经发酵倍增培养,收集细菌,细胞破碎,蛋白分离纯化,获得高纯度、高活性单一生物谷氨酸脱羧酶。再与谷氨酸钠进行脱羧反应生成γ-氨基丁酸。

合成工艺总结:

γ-氨基丁酸有合成法和发酵及固相生物酶法。

1.合成法,成本较高,得率较低。因此化学合成法制备的GABA不能用于食品,也不能被认为是一种天然食品添加剂。

2.发酵法,使用大肠杆菌作为菌种。发酵培养基为麸皮水解液、玉米浆、蛋白胨、硫酸镁和氯化钠等。以豆油为消沫剂,用量约为0.1%,发酵单位约为100酶单位/ml发酵液。在提炼过程中,利用大肠杆菌脱羧酶的作用,将L‑谷氨酸转化为γ‑氨酪酸在水溶液中能解离成阳离子的特性,采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂进行离子交换,氨水洗脱,提取,再经树脂纯化,浓缩、结晶、干燥后即得成品。但是,若要进行食品开发,使用大肠杆菌无疑存在安全性方面的种种问题。

3.固相生物酶法,谷氨酸脱羧酶将L‑谷氨酸转化为γ-氨基丁酸在水溶液中能解离成阳离子的特性,采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂进行离子交换,氨水洗脱,提取,再经树脂纯化,浓缩、结晶、干燥后即得成品。
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