氨基丁酸乳酸菌的筛选及作为酸奶发酵剂条件的研究

  本文关键词：慢性应激性抑郁发生与海马Glu和GABA水平变化及其受体机制，，由笔耕文化传播整理发布。

《东北农业大学》 2010年

产γ-氨基丁酸乳酸菌的筛选及作为酸奶发酵剂条件的研究

刘宁宁  

【摘要】： γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)是一种广泛分布于自然界的非蛋白质氨基酸。在生物体内由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase, GAD)催化转化而来,是目前研究较深入的一种重要抑制性神经传递物质,参与体内多种代谢活动,具有很多的生理功能,如降血压、改善脑功能、镇静、增强长期记忆及肝、肾机能等功能。含有谷氨酸脱羧酶的乳酸菌也能将谷氨酸转化为GABA,是GABA产生的一个重要途径,本研究的主要目的是选育高产GABA的乳酸菌菌株,研究该菌株应用于酸奶的可行性,并利用动物实验方法确定这种酸奶的降血压作用。 谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase, GAD)是生物体内催化谷氨酸或其钠盐脱羧生成GABA的唯一酶。本研究通过聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)技术对供试的64株乳酸菌基因组片段进行扩增,检测是否含有gad基因,同时采用高效液相色谱方法测定菌株GABA的生成量,发现两个结果具有对应关系,即含有gad基因的乳酸菌能代谢产生GABA,不产GABA的乳酸菌也没有gad基因阳性扩增。 从64株乳酸菌中筛选出1株高产GABA的短乳杆菌KLDS1.0727,该菌株的GABA产量为1.98g/L。对该菌株进行紫外诱变处理,获得突变菌株1.0727-19,其GABA产量为3.01g/L。对该突变株再进行亚硝基胍诱变处理,获得一株遗产稳定的高产GABA的突变菌株1.0727-19-1,GABA产量达5.04g/L。 对短乳杆菌1.0727-19-1的GAD的酶学性质进行研究,包括酶的热稳定性、反应最适温度和最适pH,以及一些金属离子和磷酸吡哆醛对酶活力的影响。结果表明:此酶最适温度为37℃,耐热性较差,最适pH为4.3,对底物的Km为57.17 mmol/L,金属离子对酶活力有较大影响,其中Ca~(2+)、Cu~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)对酶活力有促进作用,K~+、Fe~(2+)有抑制作用,磷酸吡哆醛在低浓度时有一定激活作用,当浓度达到30μmol/L时,随浓度提高反而有抑制作用。确定添加突变菌株1.0727-19-1生产酸奶的最佳发酵条件:发酵温度为42℃,突变菌株的接种量为106CFU/mL,谷氨酸的添加量为1.5g/L。 采用原发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)和Wistar大鼠进行动物实验,研究添加突变菌株1.0727-19-1的酸奶的作用,发现:SHR在灌胃后的6～8h,收缩压达到最低,与对照组相比显著降低(P0.05),随突变菌株1.0727-19-1添加量的增加,降压效果越明显,连续灌胃4周后高剂量组SHR血压降低了22.7mmHg,差异显著(P0.05),而Wistar大鼠血压下降不明显(P0.05),说明该酸奶对正常大鼠的血压没有明显影响。高剂量组SHR心脏血液中ACE活性显著降低,表明抑制ACE活性是GABA降血压机理之一。 本研究得到如下结论:发现含有gad基因的乳酸菌能够产生GABA,而不产GABA的菌株也没有出现gad基因的阳性扩增,具有对应性。通过诱变育种得到一株遗传稳定的高产GABA突变菌株1.0727-19-1,其GABA产量达5.04mg/L;确定了添加该菌株酸奶的发酵条件,高血压大鼠试验表明:该酸奶具有一定降血压功能,本研究对研制和开发富含GABA的功能性乳制品具有一定指导意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TS252.54
【目录】：

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