專利名稱：一種米糠中谷氨酸脫羧酶(gad)的酶激活方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，具體內(nèi)容涉及利用酶生物技術(shù)激活米糠中谷氨 酸脫羧酶制備富含Y-氨基丁酸米糠的方法，屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稻米的加工過(guò)程中，首先通過(guò)去稻殼和稻谷外殼得到糙米，其次碾白通過(guò)除去糙米外面 的褐色皮層得到白米，主要副產(chǎn)物米糠包括糊粉層，珠心層，果皮層以及它們之間的幾個(gè)亞 層，但實(shí)際生產(chǎn)中的米糠還混有大米胚芽和碎米。稻谷是我國(guó)第一大糧食品種，每年生產(chǎn)約 丄.85億噸，占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的42%。米糠是稻谷加工的副產(chǎn)品，米糠占稻米重量的5-8%， 我國(guó)年產(chǎn)量約1，000萬(wàn)噸，是一種量廣面大的可再生資源。聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織把米糠稱之 為一種未充分利用的原料。現(xiàn)代研究證明，米糠是稻谷籽粒的精華所在，它集中了64%的營(yíng) 養(yǎng)成分。
除了含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、膳食纖維和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素外，還含有生育 酚、生育三烯酚、脂多糖、谷維醇、角鱉烯等多種天然坑氧化劑和生物活性物質(zhì)，對(duì)人體 健康和現(xiàn)代文明病的預(yù)防和治療具有重要作用。
目前，國(guó)外在米糠的綜合開發(fā)利用上已取得不少成功經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)是世界上研究開發(fā)米糠 資源最早最具權(quán)威的國(guó)家之一。據(jù)悉，美國(guó)稻谷創(chuàng)新公司和利普曼公司在米糠穩(wěn)定化技術(shù)及 米糠營(yíng)養(yǎng)素、米糠營(yíng)養(yǎng)纖維、米糠蛋白、米糠多糖等提取、分離、純化技術(shù)方面已有重大突 破，多項(xiàng)技術(shù)可被推廣應(yīng)用。研究證明，米糠經(jīng)過(guò)深度開發(fā)利用，可增值60倍左右。
Y-氨基丁酸(GABA)是存在于哺乳動(dòng)物腦、脊髓中的抑制性神經(jīng)傳遞物質(zhì)，由谷氨酸經(jīng) 谷氨酸脫羧酶(GAD)催化轉(zhuǎn)化而來(lái)。研究表明，GABA具有降血壓、抗衰老、改善腦機(jī)能、 精神安定、促進(jìn)長(zhǎng)期記憶、促進(jìn)生長(zhǎng)激素分泌、腎功能活化、肝功能活化等作用，將其應(yīng)用 于功能性食品中將大有可為。近年來(lái)，富含GABA食品的研究與開發(fā)，包括植物(米胚芽、米 糠、綠茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由來(lái)的GABA食品，成為國(guó)外、尤其是日本 研究的熱點(diǎn)。
GABA的制備方法有化學(xué)合成法及生物酶法。目甜GABA在我國(guó)主要是化學(xué)合成方法生產(chǎn)， 用于醫(yī)藥原料，不適合在功能食品或營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑中應(yīng)用。生物酶法主要是利用生物材料中的 谷氨酸脫羧酶(GAD)轉(zhuǎn)化L-谷氨酸(GIu)生產(chǎn)GABA，酶法具有環(huán)境清潔和高效的優(yōu)點(diǎn)。用 于生產(chǎn)GABA的GAD主要來(lái)自于微生物和植物。微生物中有報(bào)道被用來(lái)生產(chǎn)GABA的主要是大 腸桿菌和乳酸菌。由于微生物GAD是胞內(nèi)酶， 一般將大腸桿菌菌體作為生產(chǎn)GABA的酶源，但這種GABA產(chǎn)品也無(wú)法在食品中應(yīng)用。富含GABA的乳酸菌發(fā)酵液可用于食品中，發(fā)酵液中GABA 含量約為200mg/ml。此外，植物尤其是食物中天然存在的GAD也是生產(chǎn)食品用GABA的非常 好的酶源。
由于稻米中的GAD主要集中在胚芽部位，碾米時(shí)同皮層一起混入米糠。米糠作為稻米加 工副產(chǎn)品，原料來(lái)源廣和成本低廉，基于米糠GAD的性質(zhì)，激活米糠中GAD活性，利用米糠 來(lái)富集GABA，制備GABA食品添加劑具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種激活米糠中GAD的方法，充分發(fā)揮米糠中GAD的活性，進(jìn)一步 制備富含GABA米糠。
本發(fā)明的技術(shù)方案以米糠為原料，通過(guò)四個(gè)不同的方案激活米糠內(nèi)源GAD,反應(yīng)得到富 含Y-氨基丁酸(GABA)的反應(yīng)液。
本發(fā)明的四個(gè)米糠GAD酶激活方案描述如下
1. 米糠和水料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 1O-15腿ol/L的CaCl2， 0. 5-l鵬ol/L的PLP，溫度40。C、 1.0-2. Og/L抗壞血酸或0.5-1. Og/L乳酸，pH5. 6、 水浴反應(yīng)6-8小時(shí)。
2. 米糠和50mmol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5°/。的Glu， 10-15mmol/L 的CaCl2， 3-5誦l/L的VBe，溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應(yīng)6-8小時(shí)。
3. 米糠和5Ommol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0,卜O. 5°/。的谷氨酸鈉(Glu-Na)， 10-15mmol/mol的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP,溫度40。C、 pH5. 6、水浴反 應(yīng)6-8小時(shí)。
4. 米糠和50咖ol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 10-15ranol/L 的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP，溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應(yīng)6-8小時(shí)。
米糠GAD的酶激活方法可用于高濃度GABA米糠的制備，和以米糠為原料生產(chǎn)GABA。 本發(fā)明的有益效果，運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)和酶技術(shù)激活米糠中GAD,進(jìn)一步制備具有重要
生理功能的GABA，使米糠可以作為一種營(yíng)養(yǎng)豐富、生理功能卓越的健康食品原料而進(jìn)一步開
發(fā)利用，這樣不僅可提高大米加工綜合利用價(jià)值和糧食生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，還可使糧食生產(chǎn)走
上良性循環(huán)的道路。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
稱取15g米糠，加入水90g水，加入4. 5gGlu ， 0. 17gCacl2, 0. 029gPLP在pH5. 6和 1. 0-2. Og/L抗壞血酸或0. 5-1. Og/L乳酸調(diào)pH5. 6，在4(TC溫度下振蕩反應(yīng)8小時(shí)。實(shí)施例2
稱取15g米糠，120g 50mmol/L磷酸緩沖液，加入4. 5g Glu， 0. 17g的CaCl2， 0. lg 的VBe，溫度40'C、 pH5.6、水浴反應(yīng)8小時(shí)。 實(shí)施例3
稱取15g米糠，120g 5Ommol/L磷酸緩沖液，加入5. 0g Glu-Na， 0. 17g的CaCl2， 0.029gPLP，溫度40。C、 pH5.6、水浴反應(yīng)8小時(shí)。 實(shí)施例4
稱取15g米糠，120g 50腦1/L磷酸緩沖液，4. 5g Glu, 0. 17g的CaCl2， 0. 029gPLP， 溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應(yīng)8小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，其特征為米糠和水料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl2，0.5-1mmol/L的PLP，溫度40℃、1.0-2.0g/L抗壞血酸或0.5-1.0g/L乳酸，pH5.6、水浴反應(yīng)6-8小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述，可用50mmol/L的磷酸鹽緩沖液代替水，并代替抗壞血酸和乳酸調(diào) 節(jié)pH。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，可用0. 1-0. 5%的谷氨酸鈉(Glu-Na)代替價(jià)格昂貴的谷氨酸(Glu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述，可用3-5mmol/L的VB6部分或全部代替磷酸吡哆醛(PLP)。
全文摘要
一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，具體內(nèi)容涉及利用酶生物技術(shù)激活米糠中谷氨酸脫羧酶制備富含γ-氨基丁酸米糠的方法，屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)添加谷氨酸(Glu)、谷氨酸鈉(Glu-Na)、氯化鈣、磷酸吡哆醛(PLP)、VB₆，利用磷酸緩沖液或抗壞血酸或乳酸調(diào)節(jié)pH，在一定溫度下激活GAD的活性，反應(yīng)得到富含γ-氨基丁酸(GABA)的反應(yīng)液。本發(fā)明可用于高濃度GABA米糠的制備，和以米糠為原料生產(chǎn)GABA。使米糠可以作為一種營(yíng)養(yǎng)豐富、生理功能卓越的健康食品原料而進(jìn)一步開發(fā)利用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
文檔編號(hào)C12N9/99GK101294155SQ20071002175
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者張志斌 申請(qǐng)人:張志斌