产γ-氨基丁酸乳酸菌的发酵与应用研究

论文摘要

本实验采用纸层析初筛,高效液相色谱法复筛的方法来筛选产GABA的菌株；最后从泡菜中筛选到一株GABA产量较高的乳酸菌,发酵两天后GABA产量为1.261g/L。该菌株经形态学观察、16S rDNA鉴定及构建进化树,判定为植物乳杆菌,初步命名为Lactobacillus plantarum WZOll。通过单因素和正交设计方法对其发酵培养基进行优化,得到最佳培养基成份(g/L)：葡萄糖13,酵母膏5,谷氨酸钠12,盐酸吡哆醇0.15,无水乙酸钠2,MgSO4·7H2O0.02, MnSO4·4H2O0.001, FeSO4·7H2O0.001, NaCl0.001。Lactobacillus plantarum WZO11的发酵动力学曲线表明GABA的发酵过程大致分为菌体生长与产物生成2个阶段。在培养基中氮源充足的情况下,该菌株的谷氨酸钠利用率低,降低培养基的氮源含量和添加盐酸吡哆醇,谷氨酸钠的利用率提高至99%且GABA生产速率提高了2倍多。优化后GABA最高产量可达5.814g/L,比优化前提高了79%,且提前了48h进入GABA生产稳定期。对该菌发酵条件进行优化,确定最优的发酵条件为：接种量4%,初始pH6,培养温度35℃,静置培养。在此条件下培养120h后GABA产量可达5.66g/L,比优化前提高了9.1%。经优化后GABA产量高于植物乳杆菌在国内发酵领域的研究水平。进一步开展了Lactobacillus plantarum WZO11在桔汁发酵中的应用研究,结果表明葡萄糖浓度是影响GABA产量的重要因素。桔汁发酵培养基通过优化得到最佳配方(g/L)为：桔汁稀释8倍,酵母膏20,无水乙酸钠2,谷氨酸钠15。此配方的桔汁培养基在35℃静置培养120h后GABA产量可达6.927g/L,比未添加桔汁的培养基中GABA产量提高了22.4%。发酵结束后测得桔汁发酵液中植物乳杆菌活菌数达5×107cfu/ml。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 γ-氨基丁酸概述
• 1.1.1 GABA的结构与性质
• 1.1.2 GABA合成与分解代谢
• 1.1.3 GABA的生理功能
• 1.2 GABA的分布
• 1.3 GABA的制备
• 1.3.1 化学合成法
• 1.3.2 植物富集法
• 1.3.3 微生物发酵法
• 1.4 GABA的检测方法
• 1.4.1 纸电泳法
• 1.4.2 纸层析法
• 1.4.3 比色法
• 1.4.4 氨基酸分析仪测定
• 1.4.5 高效液相色谱法
• 1.5 乳酸菌的应用
• 1.5.1 植物乳杆菌的作用
• 1.5.2 乳酸菌在果蔬品中的作用
• 1.5.3 乳酸菌在发酵果蔬品中的应用
• 1.6 GABA类食品的研究开发
• 1.7 课题思路
• 1.7.1 选题意义
• 1.7.2 本课题的研究内容
• 第二章 GABA测定方法的研究
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要溶液
• 2.2.3 实验仪器
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 纸层析法
• 2.3.2 高效液相色谱法
• 2.3.3 氨基酸分析仪法
• 2.4 本章小结
• 第三章 产GABA乳酸菌的筛选及鉴定
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 乳酸菌初筛
• 3.3.2 乳酸菌复筛
• 3.3.3 菌种鉴定
• 3.3.4 Lactobacillus plantarum WZ011的生长曲线
• 3.4 本章小结
• 第四章 Lactobacillus plantarum WZ011产GABA摇瓶发酵优化
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 发酵培养基优化
• 4.3.2 培养基优化前后Lactobacillus plantarum WZ011发酵动力学曲线
• 4.3.3 发酵条件优化
• 4.4 本章小结
• 第五章 Lactobacillus plantarum WZ011在桔汁发酵中的应用研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料和方法
• 5.2.1 材料
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果和讨论
• 5.3.1 桔汁中氨基酸成份
• 5.3.2 桔汁培养基配方的研究
• 5.3.3 桔汁培养基配方重优化
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文