利用米糠谷氨酸脫羧酶富集γ-氨基丁酸及其分離與純化.pdf

1、米糠是稻谷加工中的副產(chǎn)品，年產(chǎn)量很大但開發(fā)利用程度很低，其含有的谷氨酸脫羧酶(GAD)活力是植物中的佼佼者。本論文研究了利用米糠GAD催化谷氨酸(Glu)發(fā)生脫羧反應(yīng)來富集γ-氨基丁酸(GABA)。 設(shè)計兩種工藝條件分別模擬不同的植物逆境條件激活米糠GAD，其中：直接法模擬熱刺激、缺氧、鹽脅迫等逆境條件；提酶法模擬熱刺激、缺氧、鹽脅迫、機械刺激等逆境條件，并在此基礎(chǔ)上對富集液中GABA的分離純化工藝進行了探討。具體內(nèi)容包括：米糠

2、直接法和提酶法富集GABA工藝條件的比較；利用固定化酶法固定化米糠GAD制備GABA；分離純化GABA富集液中的GABA。 研究對比了利用米糠通過直接法和提酶法富集GABA.的兩種工藝，優(yōu)化了兩種方法的工藝條件。通過正交試驗方法優(yōu)化得到直接法富集的GABA最高產(chǎn)量為15.37mg·(g米糠)-1，提酶法得到的最高產(chǎn)量為29.89mg·(g米糠)-1。其中機械刺激對米糠GAD的激活作用最強。 借鑒固定化酶的方法，嘗試利用健

3、康無毒的海藻酸鈉固定化米糠GAD制備GABA，得到最佳固定化條件：米糠用量6.O％、海藻酸鈉溶液濃度2.5％、硬化時間1h、CaCl2溶液濃度1.O％。通過固定化米糠GAD酶學(xué)性質(zhì)的研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)海藻酸鈉固定化的米糠GAD的最適溫度由40℃移至45℃。此時固定化米糠GAD酶活力回收率達到51.00％。利用固定化米糠GAD制備的GABA富集液中，GABA含量較未固定化米糠GAD的升高。 利用乙醇沉淀法對GABA富集液進行初步分離處理

4、，得到75％的乙醇濃度對GABA富集液中蛋白質(zhì)和多糖的沉淀效果顯著，沉淀率達到90％以上，且GABA的損失率較小，表明乙醇沉淀法適用于GABA富集液的初步分離。LSA-8B大孔吸附樹脂是一種高效、選擇性吸附純化樹脂，對蛋白質(zhì)、糖和色素有較好的吸附，且GABA回收率較高，適用于GABA富集液的純化。吸附純化過程為吸熱過程，主要表現(xiàn)為物理吸附，反應(yīng)溫度升高有利于加速吸附進程。研究考察了吸附過程中的影響因素，確定最佳條件為：采用預(yù)處理液調(diào)pH

5、值至5.0，上柱流速為2BV-h-1，以脫除蛋白質(zhì)、色素和部分多糖等雜質(zhì)；流出液調(diào)pH值至8.0，上柱流速為1BV.h-1，脫除糖等雜質(zhì)。 堿性乙醇再生劑結(jié)合了酸堿再生劑和乙醇再生劑的優(yōu)點，對LSA-8B大孔吸附樹脂有良好的再生效果。提酶法制備的GABA富集液經(jīng)純化后，GABA含量由初始的4.76％提高到13.90％，GABA回收率為75.52％。由固定化米糠制備的GABA富集液中蛋白質(zhì)和糖含量低，可以直接用LSA-8B大孔吸附