γ-氨基丁酸（GABA）是一种天然存在的非蛋 白质氨基酸，具有降血压、改善脑机能、增强记忆、 抗焦虑等生理功能（Kantachote 等，2016）。 GABA 作为饲料添加剂，能够提高动物抗应激能力，改善 胴体品质和提高生产性能（汪祥燕等，2016)。 潘雪 梅等（2018）研究发现，GABA 可以缓解奶牛夏季 的热应激， 提高奶牛免疫能力和机体的抗氧化能 力。Park 等（2015）研究结果表明，GABA 作为饲料 添加剂能显著提高蛋鸡的生产能力， 改善鸡蛋品 质。

GABA 标准品、MRS 培养基和 谷氨酸钠均购于北京酷来搏科技有限公司；苯酚、 硼酸、硼砂、次氯酸钠、氢氧化钠和无水乙醇均购 于国药集团化学试剂有限公司； 保加利亚乳杆菌 ATCC 11842 保藏于江汉大学湖北省豆类 （蔬菜） 植物工程技术研究中心食品加工实验室。

V-1600 紫外 可 见 分 光 光 度 计： 上海美谱达仪器有限公司；TG165 型离心机： 长沙平凡仪器仪表有限公司；HH-2 型水浴锅：国华电器有限公司；SPX-150B-Z 型生化培养箱：上海九州网址实业有限公司医疗设备厂。

菌 体 培养方法： 保加利亚乳杆菌 ATCC 11842 活化培 养基为 MRS 固体培养基，培养温度为 30 ℃；保加 利亚 乳杆菌 ATCC 11842 生长 培养基 为 MRS 液 体培养基，接种量为 2%；生长液体培养基置于 50 mL 离心管， 装液量为 48 mL， 调整液体培养基 pH，控制培养温度，厌氧静置培养，培养 36 h；每 个样品重复 3 次。GABA 生物合成方法：在菌体生长液体培养基 中添加 0.25 g 谷氨酸钠底物，调整液体培养基 pH， 控制培养温度，生物转化 48 h；每个样品重复 3 次。 1.3.2 菌体生物量测定方法 定时取 0.5 mL 发 酵培养基，6000 r/min 离心 15 min， 弃上清液，用 0.5 mL 无菌水悬浮菌体， 在 600 nm 条件下测定 菌体光密度值（吴军林等，2018）。 在 600 nm 波长 条件下，绘制菌体生物量与光密度的标准曲线，从 而计算出培养基中湿菌体的浓度。

乳酸菌生物转化谷氨酸钠生物合成 GABA 分 为两个阶段。 第一阶段为乳酸菌的生长阶段，在此 阶段需要提供乳酸菌良好生长环境，使乳酸菌达到 最大的生物量； 第二阶段是 GABA 的生物合成阶 段，在此阶段需要控制谷氨酸脱羧酶良好的活性环 境，谷氨酸钠在谷氨酸脱羧酶的催化作用下生物合 成 GABA（Ttt 等，2014）。 Shi 等（2017）研究表明用短乳杆菌静息细胞生物转化谷氨酸生成 GABA 有 两个关键的控制因素，一是 pH 控制在 4.5，二是温 度控制在 45 ℃。 Peng 等（2013）研究结果也表明分 步控制温度和 pH 条件，用短乳杆菌 CGMCC 1306 生物转化谷氨酸能获得良好的转化效率。 因此，本 研究探索分两阶段分别控制菌株的生长和 GABA 的生物合成，以期提高 GABA 的产量。在菌株生长 36 h 时，pH 为 5、6、7、8、9 时的菌 体生物量分别为 11.60、17.10、15.58、 13.93、9.48 g/L。 pH 高于 9 时，菌株的生长受到显著抑制。 pH 为 6 时菌株的生长最佳。终产物乳酸的积累是抑制乳酸 菌生长的重要原因，调节培养基初始 pH 会影响乳 酸菌生长。 闫征等（2003）研究表明，调节培养基初 始 pH，乳酸菌在 pH 6 和 pH 6.5 条件下，表现出较 好的生长。 杨静等（2017）的研究结果也表明，乳酸 菌生长的最适 pH 为 5.5 ~ 7.0。温度高于 45 ℃， 菌株生长受到明显抑制。其中 35 ℃是菌株生长的 最佳温度。王奎明（2007）研究结果表明，保加利亚 乳 杆 菌 在 MRS 培养 基 中 和 37 ℃条件 下 生 长 良 好。 培养基组分也会影响保加利亚乳杆菌的最适 培养温度。曾少葵等（2017）以牡蛎酶解液为原料， 保加利亚乳杆菌的最适生长温度为 40 ℃。

本试验结果表明，对菌株生长和 GABA 生物合 成的 pH 和温度进行两阶段分开控制， 能显著提高 GABA 的产量。 菌株在初始 pH 6.0，温度 35 ℃条件 下生长 36 h 后， 再调整发酵液 pH 至 8.0， 温度 40 ℃，GABA 的产量达到 5.98 g/L。 优化后 GABA 的产 量较优化前 GABA 的产量提高 153.39%。



 

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