專利名稱：一種米糠中谷氨酸脫羧酶(gad)的酶激活方法
技術領域：
一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，具體內容涉及利用酶生物技術激活米糠中谷氨 酸脫羧酶制備富含Y-氨基丁酸米糠的方法，屬于食品生物技術領域。
背景技術：
稻米的加工過程中，首先通過去稻殼和稻谷外殼得到糙米，其次碾白通過除去糙米外面 的褐色皮層得到白米，主要副產物米糠包括糊粉層，珠心層，果皮層以及它們之間的幾個亞 層，但實際生產中的米糠還混有大米胚芽和碎米。稻谷是我國第一大糧食品種，每年生產約 丄.85億噸，占全國糧食總產量的42%。米糠是稻谷加工的副產品，米糠占稻米重量的5-8%， 我國年產量約1，000萬噸，是一種量廣面大的可再生資源。聯合國工業發展組織把米糠稱之 為一種未充分利用的原料。現代研究證明，米糠是稻谷籽粒的精華所在，它集中了64%的營 養成分。
除了含有豐富的蛋白質、脂肪、糖類、維生素、膳食纖維和礦物質等營養素外，還含有生育 酚、生育三烯酚、脂多糖、谷維醇、角鱉烯等多種天然坑氧化劑和生物活性物質，對人體 健康和現代文明病的預防和治療具有重要作用。
目前，國外在米糠的綜合開發利用上已取得不少成功經驗。美國是世界上研究開發米糠 資源最早最具權威的國家之一。據悉，美國稻谷創新公司和利普曼公司在米糠穩定化技術及 米糠營養素、米糠營養纖維、米糠蛋白、米糠多糖等提取、分離、純化技術方面已有重大突 破，多項技術可被推廣應用。研究證明，米糠經過深度開發利用，可增值60倍左右。
Y-氨基丁酸(GABA)是存在于哺乳動物腦、脊髓中的抑制性神經傳遞物質，由谷氨酸經 谷氨酸脫羧酶(GAD)催化轉化而來。研究表明，GABA具有降血壓、抗衰老、改善腦機能、 精神安定、促進長期記憶、促進生長激素分泌、腎功能活化、肝功能活化等作用，將其應用 于功能性食品中將大有可為。近年來，富含GABA食品的研究與開發，包括植物(米胚芽、米 糠、綠茶、南瓜等)、微生物(乳酸菌、酵母)等由來的GABA食品，成為國外、尤其是日本 研究的熱點。
GABA的制備方法有化學合成法及生物酶法。目甜GABA在我國主要是化學合成方法生產， 用于醫藥原料，不適合在功能食品或營養補充劑中應用。生物酶法主要是利用生物材料中的 谷氨酸脫羧酶(GAD)轉化L-谷氨酸(GIu)生產GABA，酶法具有環境清潔和高效的優點。用 于生產GABA的GAD主要來自于微生物和植物。微生物中有報道被用來生產GABA的主要是大 腸桿菌和乳酸菌。由于微生物GAD是胞內酶， 一般將大腸桿菌菌體作為生產GABA的酶源，但這種GABA產品也無法在食品中應用。富含GABA的乳酸菌發酵液可用于食品中，發酵液中GABA 含量約為200mg/ml。此外，植物尤其是食物中天然存在的GAD也是生產食品用GABA的非常 好的酶源。
由于稻米中的GAD主要集中在胚芽部位，碾米時同皮層一起混入米糠。米糠作為稻米加 工副產品，原料來源廣和成本低廉，基于米糠GAD的性質，激活米糠中GAD活性，利用米糠 來富集GABA，制備GABA食品添加劑具有重要的經濟和社會意義。
發明內容
本發明的目的是提供一種激活米糠中GAD的方法，充分發揮米糠中GAD的活性，進一步 制備富含GABA米糠。
本發明的技術方案以米糠為原料，通過四個不同的方案激活米糠內源GAD,反應得到富 含Y-氨基丁酸(GABA)的反應液。
本發明的四個米糠GAD酶激活方案描述如下
1. 米糠和水料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 1O-15腿ol/L的CaCl2， 0. 5-l鵬ol/L的PLP，溫度40。C、 1.0-2. Og/L抗壞血酸或0.5-1. Og/L乳酸，pH5. 6、 水浴反應6-8小時。
2. 米糠和50mmol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5°/。的Glu， 10-15mmol/L 的CaCl2， 3-5誦l/L的VBe，溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應6-8小時。
3. 米糠和5Ommol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0,卜O. 5°/。的谷氨酸鈉(Glu-Na)， 10-15mmol/mol的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP,溫度40。C、 pH5. 6、水浴反 應6-8小時。
4. 米糠和50咖ol/L磷酸緩沖液料液比1/6-1/8，加入0. 1-0. 5%的Glu， 10-15ranol/L 的CaCl2， 0. 5-l咖ol/L的PLP，溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應6-8小時。
米糠GAD的酶激活方法可用于高濃度GABA米糠的制備，和以米糠為原料生產GABA。 本發明的有益效果，運用現代生物技術和酶技術激活米糠中GAD,進一步制備具有重要
生理功能的GABA，使米糠可以作為一種營養豐富、生理功能卓越的健康食品原料而進一步開
發利用，這樣不僅可提高大米加工綜合利用價值和糧食生產的經濟效益，還可使糧食生產走
上良性循環的道路。
具體實施例方式
實施例1
稱取15g米糠，加入水90g水，加入4. 5gGlu ， 0. 17gCacl2, 0. 029gPLP在pH5. 6和 1. 0-2. Og/L抗壞血酸或0. 5-1. Og/L乳酸調pH5. 6，在4(TC溫度下振蕩反應8小時。實施例2
稱取15g米糠，120g 50mmol/L磷酸緩沖液，加入4. 5g Glu， 0. 17g的CaCl2， 0. lg 的VBe，溫度40'C、 pH5.6、水浴反應8小時。 實施例3
稱取15g米糠，120g 5Ommol/L磷酸緩沖液，加入5. 0g Glu-Na， 0. 17g的CaCl2， 0.029gPLP，溫度40。C、 pH5.6、水浴反應8小時。 實施例4
稱取15g米糠，120g 50腦1/L磷酸緩沖液，4. 5g Glu, 0. 17g的CaCl2， 0. 029gPLP， 溫度40。C、 pH5. 6、水浴反應8小時。
權利要求
1.一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，其特征為米糠和水料液比1/6-1/8，加入0.1-0.5％的Glu，10-15mmol/L的CaCl2，0.5-1mmol/L的PLP，溫度40℃、1.0-2.0g/L抗壞血酸或0.5-1.0g/L乳酸，pH5.6、水浴反應6-8小時。
2. 根據權利要求l所述，可用50mmol/L的磷酸鹽緩沖液代替水，并代替抗壞血酸和乳酸調 節pH。
3. 根據權利要求1所述，可用0. 1-0. 5%的谷氨酸鈉(Glu-Na)代替價格昂貴的谷氨酸(Glu)。
4. 根據權利要求l所述，可用3-5mmol/L的VB6部分或全部代替磷酸吡哆醛(PLP)。
全文摘要
一種米糠中谷氨酸脫羧酶的酶激活方法，具體內容涉及利用酶生物技術激活米糠中谷氨酸脫羧酶制備富含γ-氨基丁酸米糠的方法，屬于食品生物技術領域。本發明通過添加谷氨酸(Glu)、谷氨酸鈉(Glu-Na)、氯化鈣、磷酸吡哆醛(PLP)、VB<sub>6</sub>，利用磷酸緩沖液或抗壞血酸或乳酸調節pH，在一定溫度下激活GAD的活性，反應得到富含γ-氨基丁酸(GABA)的反應液。本發明可用于高濃度GABA米糠的制備，和以米糠為原料生產GABA。使米糠可以作為一種營養豐富、生理功能卓越的健康食品原料而進一步開發利用，具有一定的經濟和社會意義。
文檔編號C12N9/99GK101294155SQ20071002175
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者張志斌 申請人:張志斌