產(chǎn)γ-氨基丁酸乳酸菌的篩選及作為酸奶發(fā)酵劑條件的研究.pdf

1、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid，GABA）是一種廣泛分布于自然界的非蛋白質(zhì)氨基酸。在生物體內(nèi)由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶（Glutamatedecarboxylase，GAD）催化轉(zhuǎn)化而來，是目前研究較深入的一種重要抑制性神經(jīng)傳遞物質(zhì)，參與體內(nèi)多種代謝活動，具有很多的生理功能，如降血壓、改善腦功能、鎮(zhèn)靜、增強(qiáng)長期記憶及肝、腎機(jī)能等功能。含有谷氨酸脫羧酶的乳酸菌也能將谷氨酸轉(zhuǎn)化為GABA，是GABA產(chǎn)生的一個重要途徑，本研究

2、的主要目的是選育高產(chǎn)GABA的乳酸菌菌株，研究該菌株應(yīng)用于酸奶的可行性，并利用動物實(shí)驗方法確定這種酸奶的降血壓作用。
　　 谷氨酸脫羧酶（Glutamatedecarboxylase，GAD）是生物體內(nèi)催化谷氨酸或其鈉鹽脫羧生成GABA的唯一酶。本研究通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PolymeraseChainReaction，PCR）技術(shù)對供試的64株乳酸菌基因組片段進(jìn)行擴(kuò)增，檢測是否含有g(shù)ad基因，同時采用高效液相色譜方法測定菌株GA

3、BA的生成量，發(fā)現(xiàn)兩個結(jié)果具有對應(yīng)關(guān)系，即含有g(shù)ad基因的乳酸菌能代謝產(chǎn)生GABA，不產(chǎn)GABA的乳酸菌也沒有g(shù)ad基因陽性擴(kuò)增。
　　 從64株乳酸菌中篩選出1株高產(chǎn)GABA的短乳桿菌KLDS1.0727，該菌株的GABA產(chǎn)量為1.98g/L。對該菌株進(jìn)行紫外誘變處理，獲得突變菌株1.0727-19，其GABA產(chǎn)量為3.01g/L。對該突變株再進(jìn)行亞硝基胍誘變處理，獲得一株遺產(chǎn)穩(wěn)定的高產(chǎn)GABA的突變菌株1.0727-19.1

4、，GABA產(chǎn)量達(dá)5.04g/L。
　　 對短乳桿菌1.0727-19-1的GAD的酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，包括酶的熱穩(wěn)定性、反應(yīng)最適溫度和最適pH，以及一些金屬離子和磷酸吡哆醛對酶活力的影響。結(jié)果表明：此酶最適溫度為37℃，耐熱性較差，最適pH為4.3，對底物的Km為57.17mmol/L，金屬離子對酶活力有較大影響，其中ca2+、cu2+、Mg2+、Mn2+對酶活力有促進(jìn)作用，K+、Fe2+有抑制作用，磷酸吡哆醛在低濃度時有一定激活

5、作用，當(dāng)濃度達(dá)到30μmol/L時，隨濃度提高反而有抑制作用。
　　 確定添加突變菌株1.0727-19-1生產(chǎn)酸奶的最佳發(fā)酵條件：發(fā)酵溫度為42℃，突變菌株的接種量為106CFU/mL，谷氨酸的添加量為1.5g/L。
　　 采用原發(fā)性高血壓大鼠（spontaneouslyhypertensiverats，SHR）和Wistar大鼠進(jìn)行動物實(shí)驗，研究添加突變菌株1.0727-19-1的酸奶的作用，發(fā)現(xiàn)：SHR在灌胃后的6

6、～8h，收縮壓達(dá)到最低，與對照組相比顯著降低（P<0.05），隨突變菌株1.0727-19-1添加量的增加，降壓效果越明顯，連續(xù)灌胃4周后高劑量組SHR血壓降低了22.7mmHg，差異顯著（P<0.05），而Wistar大鼠血壓下降不明顯（P>0.05），說明該酸奶對正常大鼠的血壓沒有明顯影響。高劑量組SHR心臟血液中ACE活性顯著降低，表明抑制ACE活性是GABA降血壓機(jī)理之一。
　　 本研究得到如下結(jié)論：發(fā)現(xiàn)含有g(shù)ad基因的