米糠中γ―氨基丁酸的富集檢測(cè)與分離

1、米糠中氨基丁酸的富集、檢測(cè)與分離摘要：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，從副產(chǎn)品綜合利用方面看，米糠中提取制備氨基丁酸具有重要作用。本文綜述了從米糠中提取高濃度氨基丁酸的富集、檢測(cè)與分離技術(shù)。關(guān)鍵詞：氨基丁酸、富集、檢測(cè)、分離The Enrichment, Detection and Separation of-aminobutyric acid in Rice BranAbstract: Rice bran was immobilized by sodium alginate to produce aminobutyric acid (GABA). This paper

2、 reviews the enrichment, detection and separation technology of -aminobutyric acid in Rice Bran.Keyword: -aminobutyric acid, enrichment, detection, separation氨基丁酸( -aminobutyric acid，GABA) 是由谷氨酸 ( Glutamic acid，Glu) 經(jīng)谷氨酸脫羧酶( Glutamate decarboxylase，GAD) 催化轉(zhuǎn)化而來(lái)，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)，對(duì)生物體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)起著不可

3、替代的作用。中國(guó)素來(lái)以“稻米王國(guó)”著稱，稻谷年產(chǎn)量占世界稻谷總產(chǎn)量的 35% 左右，居世界首位。稻米加工副產(chǎn)品之一米糠，資源豐富、價(jià)格低廉，由于其含有的谷氨酸脫羧酶活性高，因此將米糠開發(fā)成富含GABA食品不僅成本低，而且可以使這個(gè)“傳統(tǒng)飼料”極大增值，變廢為寶。本文綜述了近年來(lái)從米糠中富集、檢測(cè)以及分離氨基丁酸的技術(shù)。1. 氨基丁酸的發(fā)現(xiàn)GABA作為一種化學(xué)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，早在1883年已被人工合成。其后又做過(guò)一些在真菌、細(xì)菌和植物中代謝的研究。直到1950年，Roberts和AwaPara各自發(fā)現(xiàn)了GABA存在于神經(jīng)組織中。他們發(fā)現(xiàn)葡萄糖是腦內(nèi)GABA的重要來(lái)源，它的直接前體是谷氨酸。谷氨酸經(jīng)谷氨

4、酸脫按酶(GAD，需維生素B為輔基)脫羧生成GABA。GABA的降解是經(jīng)GABA轉(zhuǎn)氨酶將它的氨基轉(zhuǎn)移給a酮戊二酸，最后生成谷氨酸和琥珀酸。a酮戊二酸和琥珀酸是三羧酸循環(huán)中兩個(gè)重要的中間產(chǎn)物。Floreyt按另一條途徑從牛腦中萃取了一種含有某些未知物的溶液。這種提取液能抑制鰲蝦牽張感受器神經(jīng)元產(chǎn)生沖動(dòng)并阻斷乙酸膽堿對(duì)豚鼠及家兔回腸的收縮作用。他把這種未知物稱為抑制因子，肝、脾、心臟或外周神經(jīng)的提取液則沒(méi)有這種抑制因子樣作用。Killam等報(bào)道酞肼類化合物所以能產(chǎn)生驚厥作用，是因?yàn)樗鼈兡軐?duì)抗維生素B的作用，導(dǎo)致腦內(nèi)GABA水平的下降；而且，幾百名嬰兒吃了缺乏維生素B.的食物后發(fā)生驚厥的原因就在于此

5、。本著這種設(shè)想，Bazemore等用抑制鰲蝦牽張感受器神經(jīng)元的放電作為測(cè)試指標(biāo)，比較了經(jīng)離子交換樹脂柱層析得到的抑制因子各組分抑制作用的強(qiáng)弱，證明抑制因子中起明顯抑制作用的組分就是GABA?；瘜W(xué)合成的GABA能產(chǎn)生相同的抑制效應(yīng)，而其他45種氨基酸的抑制作用均顯著低于GABA。Bazemore等的工作證實(shí)，在哺乳動(dòng)物中樞等部位，GABA具有普遍的抑制作用，從而引起了神經(jīng)科學(xué)工作者對(duì)GABA的高度重視。1959年在美國(guó)加利福尼亞州舉行了首次有關(guān)GABA的國(guó)際性討論會(huì)。GABA具有抑制作用，它的代謝過(guò)程和它與驚厥的發(fā)生有關(guān)都得到了與會(huì)者的肯定。1960年梅鎮(zhèn)彤等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，向兔一側(cè)視區(qū)皮層應(yīng)用

6、微量GABA(100g)后，由光刺激對(duì)側(cè)眼建立的陽(yáng)性條件反射首先受到短暫的抑制，但非條件反射則不受影響。把GABA注于側(cè)腦室，無(wú)論對(duì)條件或非條件反射均無(wú)影響 1。2. GABA的體內(nèi)循環(huán)：GABA分子式為C4H9NO2，相對(duì)分子量103.12，結(jié)構(gòu)式：GABA易溶于水，其pK1=4.03，pK2=10.56，等電點(diǎn)為pI=7295。GABA可以與茚三酮在弱酸性溶液中共熱，生成紫紅色化合物，該產(chǎn)物在512nm處有最大吸收，是定性鑒別和定量測(cè)定的重要依據(jù)2。高等植物中的GABA主要是由L谷氨酸脫羧而來(lái)。Streeter和Tompson用14C谷氨酸處理蘿卜葉子，結(jié)果有大量14C 的GABA形成，這

7、表明GABA來(lái)源于谷氨酸的脫羧反應(yīng)，具體的說(shuō)就是谷氨酸在谷氨酸脫羧酶(GAD)的作用下, 谷氨酸不可逆的脫去位上的羧基形成GABA。和其他生物一樣，植物中GABA首先在GABA 轉(zhuǎn)氨酶的作用下與a酮戊二酸發(fā)生轉(zhuǎn)氨作用，形成谷氨酸和琥珀酸半醛，琥珀酸半醛經(jīng)脫氫氧化形成琥珀酸，進(jìn)入三羧酸循環(huán)。這些反應(yīng)和a一酮戊二酸氧化成琥珀酸的反應(yīng)一起構(gòu)成GABA 支路(詳見(jiàn)下圖)。在許多植物組織的粗提液中, 谷氨酸脫羧酶都具有活力, 該酶以L 谷氨酸為底物, 5磷酸吡哆醛為激活劑, 并且具有鈣調(diào)素結(jié)合區(qū)域, 能夠與巰基反應(yīng)的抑制劑會(huì)抑制其活性, 其最適作用pH 為5.8 34。3. 氨基丁酸的生理功能3.1 降

8、血壓作用：GABA能系統(tǒng)對(duì)腦血管進(jìn)行調(diào)節(jié)，是目前研究的重要課題之一。已有實(shí)驗(yàn)證明，在幾種動(dòng)物(貓、犬和大鼠等)的腦血管中有GABA能神經(jīng)支配系統(tǒng)，而且GABA能系統(tǒng)還參與腦循環(huán)的調(diào)節(jié)。GABA能使腦部血液流暢，氧供給增加，腦細(xì)胞功能亢進(jìn)。因此臨床上常作為腦血栓后遺癥、腦動(dòng)脈硬化癥等造成的頭痛、耳鳴、記憶障礙、情緒冷漠等癥狀的改善藥使用。另一方面，它作用于延髓的血管運(yùn)動(dòng)中樞，使血壓降低，同時(shí)抑制抗利尿激素后葉加壓素的分泌，擴(kuò)張血管，降低血壓。而且GABA還有腎功能活化功能，高血壓病人往往腎功能降低，使腎功能活化后，即使鹽分?jǐn)z取量增多，也可因?yàn)槔蜃饔眉せ?，過(guò)剩鹽分可從尿中排出，使血壓降低，從而可

9、預(yù)防高血壓5。3.2 GABA有助于抗衰老中國(guó)科技大學(xué)、中科院昆明動(dòng)物研究所和美國(guó)猶他大學(xué)的科研人員合作研究發(fā)現(xiàn)，大腦中神經(jīng)遞質(zhì)GABA的減少可能是腦衰老的一個(gè)原因?？蒲腥藛T通過(guò)對(duì)短尾猴進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)GABA能幫助神經(jīng)細(xì)胞處于對(duì)信號(hào)識(shí)別的高能力狀態(tài)。但他們并沒(méi)有在人類身上進(jìn)行試驗(yàn)。該發(fā)現(xiàn)預(yù)示著如果能夠通過(guò)某種手段提高人大腦中GABA的含量，則有可能改善老年人的感覺(jué)功能以延緩衰老，而這一預(yù)示于2003年被Leventhal等證實(shí)，GABA確與腦衰老有關(guān)2。3.3 調(diào)節(jié)心律失常的作用GABA能系統(tǒng)參與哺乳動(dòng)物(包括人類)心血管功能調(diào)節(jié)，可抑制心律失常的發(fā)生。阻斷中樞GABA能系統(tǒng)則產(chǎn)生心律失常，說(shuō)

10、明中樞GABA能系統(tǒng)在心律失常發(fā)生中起著重要的作用。有研究發(fā)現(xiàn)外源性的GABA具有抗心律失?；钚裕蓪?duì)抗多種實(shí)驗(yàn)性心律失常。進(jìn)一步研究認(rèn)為，GABA主要通過(guò)對(duì)心臟的直接作用而抗烏頭堿性心律失常，與神經(jīng)調(diào)節(jié)無(wú)關(guān)。3.4 治療精神疾病興奮性氨基酸與抑制性氨基酸比例失調(diào)，導(dǎo)致興奮作用增強(qiáng)，抑制作用減弱，是癲癇發(fā)病的重要原因之一. 許多神經(jīng)生理學(xué)研究表明GABA介導(dǎo)的抑制性傳導(dǎo)異?；蛉笔前d癇發(fā)作時(shí)神經(jīng)元高興奮性的主要原因. 在癲癇病人手術(shù)切除的腦組織癲癇灶中GABA水平減低，癲癇患者脊髓液中GABA的濃度也低于正常水平。在遺傳缺陷型癲癇鼠的丘腦中GABA攝入比正常個(gè)體的少. Amabeoku等也發(fā)現(xiàn)

11、促進(jìn)GABA神經(jīng)傳遞的物質(zhì)可以減緩癲癇病癥，能抑制GABA神經(jīng)傳遞的物質(zhì)則加重癲癇的癥狀. GABA及其受體與癲癇的關(guān)系已廣泛研究，目前的研究重點(diǎn)是GABA受體及GABA轉(zhuǎn)運(yùn)體與癲癇之間的相互關(guān)系6。4. 從米糠中富集GABA初期，從植物中富集提取GABA的原料主要為稻米。由于稻米原料資源廣，價(jià)格低廉，將其開發(fā)成GABA類食品不僅成本低，而且稻米中的GAD活力高，產(chǎn)品中的GABA含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它植物中能夠達(dá)到的GABA富集量。Noriko Komatsuzaki等7研究了對(duì)發(fā)芽糙米中GABA富集的方法。經(jīng)過(guò)在浸泡3h、氣調(diào)處理21h，發(fā)芽糙米（大胚芽）中氨基丁酸的含量增加到24.9mg/100

12、g。由于相對(duì)于稻米富集GABA而言，米糠富集GABA無(wú)疑成本更低，應(yīng)用前景更加廣泛。在從稻米副產(chǎn)品米糠中提取氨基丁酸方面，江南大學(xué)研究的較深入。 由于稻米經(jīng)過(guò)水浸泡后，游離氨基酸中GABA大幅度提高，而且GABA的變化主要是在胚芽部分發(fā)生。2004年張暉等8研究了利用米胚芽中得谷氨酸脫羧酶轉(zhuǎn)化谷氨酸制備氨基丁酸（GABA）的方法。在米胚緩沖液（0.08mol/L、PH5.6的磷酸緩沖液）料液比為1:10，脫羧酶輔基PLP和激活劑CaCl2的添加量為2mmol/molGlu和20mmol/molGlu，米胚芽和谷氨酸鈉之比為500g/mol下40反應(yīng)6小時(shí)，米胚芽谷氨酸可以將添加的谷氨酸全部轉(zhuǎn)化

13、為GABA，轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，米胚芽中的GABA為20.6g/100g。 2005年陳穎等9分別通過(guò)水提法，外添谷氨酸，外加蛋白酶水解米糠蛋白富集氨基丁酸。通過(guò)單因素，正交試驗(yàn)得到水提法最佳富集工藝條件是：溫度40，pH5.2料水比為19，時(shí)間9h，GABA的產(chǎn)量提高到276.6mg/100g米糠，Ca2+濃度達(dá)30mg/L時(shí)，GABA的含量可達(dá)420.3mg/100g米糠。外添谷氨酸法最佳富集工藝條件是：溫度40，料水比為18，pH5.6，時(shí)間8h，GABA的產(chǎn)量達(dá)922mg/100g米糠，并利用Ca2+和PLP激活GAD(谷氨酸脫羧酶)，使米糠中的GABA的量提高到1600mg/100g

14、米糠。外加蛋白酶水解米糠蛋白富集最佳富集工藝條件是：料液比19，溫度為50，時(shí)間為5h，pH8.0，Glu的含量可達(dá)5.694mg/g米糠，Glu的水解率為28.21g/100g。水解液中米糠加入量為10g/L，GABA的產(chǎn)量達(dá)到370.5mg/100g米糠。 2007年馬曉博等10比較了直接法與“提酶法”富集米糠氨基丁酸(GABA)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明提酶法進(jìn)一步提高了GABA的產(chǎn)率并且成本幾乎沒(méi)有增加?！疤崦阜ā奔聪忍崛∶卓饭劝彼崦擊让?GAD)粗酶液之后再加入谷氨酸鈉來(lái)富集GABA，產(chǎn)率達(dá)到3789.1 mg/100g米糠。之后作者展望了采用固定化酶的方法固定化GAD粗酶液中的GAD，從

15、而不僅很大程度上提高GAD的利用率，更方便了后期GABA的純化工作，適合工業(yè)化生產(chǎn)要求。 2009年王筱婧等11研究發(fā)現(xiàn)，可以將米糠固定化以達(dá)到固定化其中GAD的目的。本文研究了固定化后的米糠中 GAD 的酶學(xué)性質(zhì)，得到最佳固定化條件： 細(xì)米糠用量 6.0%、海藻酸鈉溶液濃度 2.5%、硬化時(shí)間 1h、CaCl2溶液濃度1.0%。并通過(guò)固定化米糠GAD酶學(xué)性質(zhì)的研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)海藻酸鈉固定化米糠 GAD 的最適溫度由 40移至 45。此時(shí)固定化米糠 GAD 酶活力回收率達(dá)到 51.00%。利用固定化米糠 GAD制備的GABA 制備液中 GABA 含量為 3.06%，為植物法制備 GABA 提供又一

16、種技術(shù)方法。 2011年管娜娜等12以米糠為原料，利用米糠中高活性谷氨酸脫羧酶(GAD) 進(jìn)行氨基丁酸(GABA) 的富集實(shí)驗(yàn)。添加0.02mol/L pH5.6 的 Na2HPO4檸檬酸緩沖液，料液比18，維 生素B65mmol/mol谷氨酸鈉，CaCl210mmol/mol谷氨酸鈉，底物濃度0.05mol/L，40水浴反應(yīng)16h后滅酶、離心、微濾、超濾后得到富集液中 GABA 濃度2900mg/100g，谷氨酸轉(zhuǎn)化率達(dá) 72%。5. 米糠中GABA的檢測(cè)方法目前關(guān)于GABA的測(cè)定近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有酶法、色質(zhì)聯(lián)用法、柱層析熒光測(cè)定法、紙電泳比色、毛細(xì)管氣相色譜法、放射性受體法、毛細(xì)管電泳法，改良

17、紙層析法、比色法以及液相色譜法等。而其中應(yīng)用與谷物中氨基丁酸檢測(cè)方法主要為比色法、紙層析法、氨基酸自動(dòng)檢測(cè)儀以及液相色譜法。其他方法大多用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，且價(jià)格昂貴,不適用于大量的定量分析。 5.1 比色法由于GABA對(duì)紫外、可見(jiàn)光的不靈敏性，用直接方法對(duì)它進(jìn)行測(cè)定比較困難，因此比色法測(cè)定氨基丁酸的原理則是應(yīng)用Berthelot 反應(yīng)。Berthelot反應(yīng)是利用苯酚和次氯酸鈉與游離氨反應(yīng)，生成有色物質(zhì)用來(lái)測(cè)定不同體系中微量氨及其鹽類。在該方法中氨基酸的反應(yīng)靈敏，而氨基酸響應(yīng)低。對(duì)于 GABA 和常規(guī)氨基酸來(lái)講，它們?cè)?Berthelot 反應(yīng)中的響應(yīng)差別懸殊，其中GABA有很高的響應(yīng)，故該方法具

18、有極高的靈敏度。陳恩成等13利用該原理研究出了快速測(cè)定糙米中氨基丁酸含量的比色法。糙米或發(fā)芽糙米粉以60%乙醇溶液為溶劑,在70溫度下回流提取2 h,其離心上清液以重蒸苯酚和次氯酸鈉溶液作為顯色劑顯色反應(yīng),在645 nm處比色測(cè)定,以標(biāo)準(zhǔn)品為對(duì)照可以計(jì)算樣品中氨基丁酸含量。該方法簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì),相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0. 98%,平均回收率為99. 4%,適合于大量稻米品種中氨基丁酸的定量分析。5.2 紙層析法除了比色法外，另一種快速、簡(jiǎn)單的方法為紙層析法。張暉等14測(cè)定米胚芽富集GABA后的含量時(shí),將不同工藝富集的米胚芽液于沸水中煮沸5 min,離心分離,取上清液用紙層析法測(cè)定。所用的展

19、開劑V（正丁醇）：V（醋酸）：V（水）=4:1:3、用0.4g/dL茚三酮在90下顯色10min、洗脫劑V(1 g/L硫酸銅)V(體積分?jǐn)?shù)75%乙醇)=238洗脫后1050min用比色法定量測(cè)定GABA含量。對(duì)該方法在點(diǎn)樣量840g時(shí)呈線性關(guān)系，相關(guān)性系數(shù)R2=0.9986。從而建立起米胚芽中氨基丁酸分離、測(cè)定的紙層析方法,該方法簡(jiǎn)便易行,耗費(fèi)低廉,可廣泛應(yīng)用于其它食品分析。5.3 色譜法由于食品中成分較為復(fù)雜，其他物質(zhì)容易干擾GABA的測(cè)定，從而降低檢測(cè)的精確性和靈敏度。因此為了提高谷物中GABA含量檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性，可采用高效液相色譜法。由于GABA在快速加熱時(shí)易分解，故在上柱前需要衍

20、生化?，F(xiàn)有常用的衍生劑主要有鄰苯二甲醛( OPA) 、異硫腈酸苯脂( PITC) 和2，4 二硝基氟苯( FDNB) 。而OPA 是衍生物不穩(wěn)定，需快速進(jìn)樣。PITC 衍生化需在嚴(yán)格無(wú)水條件下進(jìn)行，均給此類衍生劑的使用帶來(lái)了一定的不利因素。由于 FDNB 與氨基結(jié)合牢固，所以FDNB與氨基酸反應(yīng)時(shí)，不易被水解，衍生產(chǎn)物相當(dāng)穩(wěn)定，是進(jìn)行柱前衍生的理想試劑。鄭洪建等15以富含氨基丁酸(GABA) 的大豆胚芽乳、黃酒、有機(jī)糙米、綠茶和楊梅為研究對(duì)象，采用 2，4二硝基氟苯( FDNB) 柱前衍生和等度洗脫，建立一種快速測(cè)定氨基丁酸含量的 RTHPLC 方法。該方法簡(jiǎn)便，分析時(shí)間短(7 min) ，靈

21、敏度高，穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好。優(yōu)化后色譜條件如下: Hypersil ODS2 C18，流動(dòng)相為乙腈水磷酸鹽緩沖液( pH =7.2，體積比為 202060) ，檢測(cè)波長(zhǎng)為 360 nm。在最適條件下，氨基丁酸的線性檢測(cè)范圍為 0.016 1.000 mg/mL，線性關(guān)系良好，回收率為 96.5% 104.0%。此外，房克敏等16采用AQC(6氨基喹啉基N羥基琥珀酰亞氨基氨基甲酸酯)為柱前衍生試劑也到了較好的效果。在AQC 中，帶有羥基琥珀酰亞胺反應(yīng)活性基團(tuán)的氨基甲酸酯是迅速定量衍生氨基化合物的關(guān)鍵，由于其能迅速水解生成 6 氨基喹啉而失活，故可限制非期望的副反應(yīng)的發(fā)生。衍生產(chǎn)物中的喹啉基團(tuán)是提高

22、檢測(cè)靈敏度的關(guān)鍵，生成在室溫下可穩(wěn)定一周的高穩(wěn)定性的脲，衍生物經(jīng) HPLC 分離后經(jīng)紫外檢測(cè)器檢測(cè)，可得到理想的結(jié)果。在其測(cè)定16種發(fā)芽糙米中GABA含量的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)其他條件為Waters AccQTag 氨基酸分析柱，梯度洗脫，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)248.0nm時(shí)，得到的氨基丁酸的線性范圍在0.101.0mol/ml，線性關(guān)系良好，線性方程為Y=3.0106X7877.6，r=0.9999，回收率為 99.0%100.5%。該方法易于操作、穩(wěn)定、靈敏、準(zhǔn)確。5.4 氨基酸分析儀法對(duì)于氨基酸分析儀法，其雖可提供準(zhǔn)確、高靈敏度的測(cè)定方法，但常規(guī)的生理體液分析方法耗時(shí)太長(zhǎng)(130min)，因此不利于大批量

23、樣品的快速分析以及臨床監(jiān)測(cè)。錢愛(ài)萍等17用L8800氨基酸分析儀30 min短程序快速測(cè)定植物產(chǎn)品中的氨基丁酸,并與53 min標(biāo)準(zhǔn)程序的測(cè)定值進(jìn)行比較,試驗(yàn)表明兩種程序測(cè)定結(jié)果一致。在30 min短程序中,保留了原有的23 min再生時(shí)間,氨基丁酸的分析時(shí)間只設(shè)置7 min (包括樹脂的平衡)。用氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品作精密度和回收率試驗(yàn),結(jié)果表明:峰位置重現(xiàn)性變異系數(shù)為0.17%,峰面積重現(xiàn)性變異系數(shù)為0.23%,回收率為97.89%101.2%。采用兩種程序測(cè)定糙米和中藥材中的氨基丁酸,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差小于3%。該改良方法穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確,適于氨基丁酸的測(cè)定。6. 米糠中氨基丁酸的分離6.1膜

24、分離技術(shù)：膜技術(shù)由于不會(huì)應(yīng)高溫或化學(xué)因素而破壞有效成分，可較好地保持物料的原有成分及其活性，產(chǎn)品質(zhì)量高，故可以將其用于分離米糠中GABA。管娜娜等1采用D001大孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)該米糠富集液進(jìn)行純化實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)富集液 pH2.0，以2mg/mL 的濃度上樣吸附，2mol/L 的氨水濃度進(jìn)行洗脫，最終可得氨基丁酸純度61.25%。陳穎等8將米糠GABA富集液，通過(guò)用50nm孔徑的無(wú)機(jī)陶瓷膜除去蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，用700mL/L酒精去除多糖，再通過(guò)500D的復(fù)合有機(jī)膜進(jìn)一步純化GABA，使GABA占固形物的含量從5g/100g上升到20g/100g，純度提高了4倍。由于膜分離技術(shù)產(chǎn)品收率較

25、低，故可以將其與其他方法結(jié)合起來(lái)。王文等18先采用高速離心對(duì)發(fā)酵液成分初步分離，然后運(yùn)用超濾和稀釋過(guò)濾相結(jié)合的方法，在去除大分子的同時(shí)，盡量提高GABA的回收率。用分子切割量為50000D的PES膜組件進(jìn)行試驗(yàn)，研究了各操作參數(shù)的影響，得到優(yōu)化參數(shù):溫度低于40，壓差0.2MPa，循環(huán)流速0.5m/s，pH=5。因超濾后GABA的回收率較低，故采用稀釋過(guò)濾，以提高回收率。在兩次間歇式稀釋過(guò)濾后，GABA的回收率由原來(lái)的50%提高到將近95%，達(dá)到較好的分離效果。從中可以看到米糠富集液也可以用超濾和稀釋過(guò)濾結(jié)合的方法，在得到純度的同時(shí)提高收率。6.2離子交換盧衛(wèi)國(guó)等19采用固定化谷氨酸脫羧酶轉(zhuǎn)化

26、谷氨酸生成氨基丁酸，從4種陽(yáng)離子交換樹脂中篩選出交換容量最高的D061型，用于分離谷氨酸轉(zhuǎn)化液中的氨基丁酸。用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的方法,考察了不同操作條件對(duì)固定床離子交換效果的影響。結(jié)果表明，D061型樹脂最佳吸附條件為pH=4.0,溫度40,平衡吸附時(shí)間17 min,吸附量為0.83 mol/L。谷氨酸轉(zhuǎn)化液上樣的最佳流速為1 BV/h。洗脫劑氨水濃度為1.2 mol/L,最優(yōu)流速為1 BV/h。經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮、醇沉結(jié)晶后,可得氨基丁酸樣品,其回收率達(dá)到80%。樣品由X射線衍射圖譜進(jìn)行了驗(yàn)證。馬曉博2利用乙醇沉淀法對(duì)GABA富集液進(jìn)行初步分離處理，得到75的乙醇濃度對(duì)GABA富集液中蛋白質(zhì)和多糖的

27、沉淀效果顯著，沉淀率達(dá)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。LSA8B大孔吸附樹脂是一種高效、選擇性吸附純化樹脂，對(duì)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。其研究考察了吸附過(guò)程中的影響因素，確定最佳條件為：采用預(yù)處理液調(diào)pH值至5.0，上柱流速為2BV.h1，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.h1，脫除糖等雜質(zhì)。其之后對(duì)提酶法和固定化米糠制備的GABA的富集液分離實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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

28、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LSA8B大孔吸附樹脂處理，處理后GABA含量由3.06提高到4.04，GABA回收率為98.06。6. 總結(jié)與展望GABA作為活性因子，具有良好的生理活性，將其應(yīng)用于功能性食品中將大有可為。雖然GABA在自然界的分布很廣泛，但GABA含量都很低。而米糠作為稻米加工的副產(chǎn)品，其原料來(lái)源廣泛，并且其中含有的GABA和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)氨酶活性高。因此將米糠作為氨基丁酸的原料制備GABA就有廣闊的應(yīng)用前景。目前，關(guān)于米糠富集的技術(shù)研究的比較多，而對(duì)于如何高效的提取、分離研究的較少。故以后可主要從提取和分離入手，并與先前的研究結(jié)合起來(lái)

29、，研究出一整套的工藝路線，提高米糠的綜合利用。參考文獻(xiàn)：1葉惟泠. 氨基丁酸的發(fā)現(xiàn)史J. 生理科學(xué)進(jìn)展, 1986, 17（2）：187189.2馬曉博. 利用米糠谷氨酸脫羧酶富集氨基丁酸及其分離與純化D無(wú)錫：江南大學(xué)，2008.3顧振新, 蔣振暉. 食品原料中氨基丁酸(GABA)形成機(jī)理及富集技術(shù)J. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2002,28（10）：6569.4呂瑩果, 張暉, 王立等. 植物中氨基丁酸的代謝和功能J. 中國(guó)食品添加劑, 2010，1:9299.5張暉, 姚惠源, 姜元榮. 氨基丁酸的功能性及其在稻米制品中的富集利用J. 糧食與飼料工業(yè), 2002 ,8:4143.6林謙. 氨基丁酸的生理功能概述J. 玉林師范