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γ-氨基丁酸，是一種白色或微黃色結(jié)晶狀粉末，吸濕性強，極易溶于水，微溶于熱乙醇，不溶于苯、冷乙醇、乙醚等有機溶劑，微臭，無旋光性，為極性物質(zhì)，熔點為 203-205℃，相對分子質(zhì)量為 103.12，分子式為 CHNO，γ-氨基丁酸的解離常數(shù)：pK= 4.03，pK= 10.56。γ-氨基丁酸在水溶液中通常以兩性離子形式存在，其解離情況主要取決于pH值的大小，等電點為 7.295。γ-氨基丁酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有氨基酸的某些特殊化學性質(zhì)，能發(fā)生烴基化反應(yīng)、?；磻?yīng)、茚三酮顯色反應(yīng)等。
（1）原料預(yù)處理過程：將茶葉作為原料進行清洗除雜脫酚，殺青烘干后粉碎備用；將鮮葉清洗并晾曬至含水量約 80%，分別將鮮葉在-18℃條件下處理16 h，然后用微波爐殺青 2-3 min（使用中高檔，每 30 s 翻勻一次），然后放入鼓風干燥箱中在 80 ℃下烘至絕干，粉碎過 80 目篩。或者將鮮葉清洗并晾曬至含水量約 80%，分別將鮮葉在-18℃條件下處理16 h，然后用微波爐殺青 2-3 min（使用中高檔，每 30 s 翻勻一次），然后放入鼓風干燥箱中在 80 ℃下烘至絕干，粉碎過 80 目篩。
（2）γ-氨基丁酸浸提過程：低頻超聲輔助堿提，制得γ-氨基丁酸提取液，具體過程為：稱取一定量茶粉置于錐形瓶中，按照液料比20:1 mL/g 加入一定量超純水后搖勻，在溫度為 50 ℃，功率為 220 W 條件下超聲浸提 30 min 冷卻后離心，抽濾，得到γ-氨基丁酸粗提液；
（3）γ-氨基丁酸濃縮過程：用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將γ-氨基丁酸粗提液濃縮，加水配制成所需樣品液濃度。采用真空濃縮或者旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，真空濃縮溫度控制在40-60℃，濃縮至原體積的20-50%。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮時間為2h
（4）γ-氨基丁酸濃縮液的分離純化過程：可采用靜態(tài)吸附或者動態(tài)洗脫進行分離純化；中靜態(tài)吸附具體為：一定體積的樹脂，加入 95%乙醇浸泡 24 h，用水洗至無絮狀物且無乙醇味；然后用 4% NaOH 浸泡 5 h，用水洗至中性，再用 5% HCl 浸泡 8 h，用水洗至中性；動態(tài)吸附洗脫過程為：上樣流速 3mL/min，上樣濃度 0.2 mg/mL，洗脫液 pH=9，洗脫流速 2 mL/min。在此條件下，γ-氨基丁酸 的保留率為 80.06%，γ-氨基丁酸 的純度達到78.51%。
（5）γ-氨基丁酸干燥和保存的過程；向上述所得的γ-氨基丁酸沉淀中加入20～60倍沉淀重量的純凈水，室溫下洗滌6～8次，5000-11000r/min離心分離30min，得γ-氨基丁酸，加入5～15倍重量的純凈水，經(jīng)攪拌調(diào)節(jié)pH至中性，再過膠體磨和均質(zhì)機，噴霧干燥或冷凍干燥得γ-氨基丁酸產(chǎn)品。
通過此法得到的γ-氨基丁酸不僅純度高，原始營養(yǎng)物質(zhì)也保存較為完整，適合大面積推廣。
一、菌體培養(yǎng)
乳酸菌菌種經(jīng)活化后，進行一級種子培養(yǎng)，二級種子培養(yǎng)，最后進入發(fā)酵罐培養(yǎng)，接種量3%（V/V，種子液/發(fā)酵液）， 30℃靜置培養(yǎng)16 h，發(fā)酵過程中通過補加堿液進行pH控制，使發(fā)酵液pH維持在4.5-7.0范圍內(nèi)，通過0.6μm陶瓷膜過濾收集菌體。
種子培養(yǎng)基原料以g/L計：葡萄糖10，酵母膏 5，蛋白胨5，乙酸鈉0.5，磷酸氫二鈉（或磷酸氫二鉀）1，硫酸鎂1，硫酸錳1，PPE聚醚消泡劑0.1（但不僅限于此消泡劑，可選用任何可用于發(fā)酵工業(yè)的消泡劑）。
發(fā)酵培養(yǎng)基配方以g/L計：葡萄糖10，酵母膏 5，蛋白胨5，乙酸鈉0.5，谷氨酸鈉1，磷酸氫二鈉（或磷酸氫二鉀）1，硫酸鎂1，硫酸錳1，PPE聚醚消泡劑0.1（但不僅限于此消泡劑，可選用任何可用于發(fā)酵工業(yè)的消泡劑）。
二、生產(chǎn)γ-氨基丁酸
采用乳酸菌細胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)γ-氨基丁酸，反應(yīng)條件為：配制0.01mol/L pH7的醋酸-醋酸鈉緩沖液，加入20g/L菌體細胞，分批加入底物谷氨酸鈉，初始底物濃度10g/L，每4h添加一次底物，添加濃度為5g/L，總反應(yīng)底物濃度為25g/L，反應(yīng)溫度為28℃，發(fā)酵時間為17h。結(jié)束后，通過離心收集清液，得到含量達12g/L的γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)化液，見圖1。
三、 γ-氨基丁酸含量的檢測
將上述轉(zhuǎn)化液離心后加入等體積100g/L的三氯乙酸，振蕩均勻，再離心（10,000×g，5 min），清液稀釋2-10倍，再經(jīng)0.45 μm膜過濾，進行高效液相分析。采用ODS C18（φ4.6×250nm），40℃分析，γ-氨基丁酸用外標法定量。
四、產(chǎn)品制備：
過濾除菌：將得到的γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)化液經(jīng)金屬微米膜過濾器進一步除去菌體細胞，得到清液；
脫色：將過濾除菌后得到的清液pH調(diào)至7.0-8.0，然后通過顆粒活性炭柱進行脫色處理，收集清液；
電滲析：采用電滲析去除雜質(zhì)，控制料液pH為7.0-8.0，在電導(dǎo)率下降至≤1000μs/cm時，停止循環(huán)，收集γ-氨基丁酸清液；
將步驟（4）得到的γ-氨基丁酸清液，制成γ-氨基丁酸粉劑產(chǎn)品或γ-氨基丁酸晶體產(chǎn)品。
所述制成γ-氨基丁酸粉劑產(chǎn)品的方法依次包括下列步驟：
（a）真空濃縮：采用三效板式蒸發(fā)器進行濃縮，待料液濃縮至γ-氨基丁酸含量為≥50g/L時，停止?jié)饪s；
（b）噴霧干燥：濃縮液中添加麥芽糊精或淀粉，調(diào)節(jié)固形物質(zhì)量含量為5-50%，進行噴霧干燥，制得質(zhì)量含量為20-50%的γ-氨基丁酸粉劑產(chǎn)品；
所述制成γ-氨基丁酸粉劑產(chǎn)品的方法依次包括下列步驟：
（a）真空濃縮：采用三效板式蒸發(fā)器進行濃縮，待料液濃縮至γ-氨基丁酸含量為≥80g/L時，停止?jié)饪s，收集濃縮液；
（b）噴霧干燥：在濃縮液中添加麥芽糊精或淀粉，調(diào)節(jié)固形物質(zhì)量含量為5-50%，進行噴霧干燥，制得質(zhì)量含量為20-50%的γ-氨基丁酸粉劑產(chǎn)品。
所述制成γ-氨基丁酸晶體產(chǎn)品的方法是：將步驟（6）得到的γ-氨基丁酸清液，經(jīng)過離子交換樹脂處理；然后將料液pH調(diào)至γ-氨基丁酸等電點，通過降溫結(jié)晶，得到純度達到98%的γ-氨基丁酸晶體產(chǎn)品。
[1] [中國發(fā)明] CN201811219488.1 一種茶葉中γ-氨基丁酸提取純化工藝
[2] [中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)] CN201210304596.5 生物法制備γ-氨基丁酸的方法