γ-氨基丁酸(簡稱GABA)是一種天然存在的非蛋白質氨基酸,是哺乳動物中樞神經系統中重要的抑制性神經傳達物質,在人體大腦皮質、海馬、丘腦、基底神經節和小腦中起重要作用,并對機體的多種功能具有調節作用。當人體內GABA缺乏時,會產生焦慮、不安、疲倦、憂慮等情緒。GABA的經典制造方式是植物(豆葉)提取和化學合成,前者生產成本高、后者殘留有毒溶劑,不能用于食品添加劑,市場急需生物法合成GABA新技術。本項目建立了谷氨酸脫酸酶催化谷氨酸生產GABA的全新工藝,并實現了產業化。
1. 選育獲得了高產谷氨酸脫羧酶(GAD)的乳酸菌,建立了高密度培養工藝,細胞濃度達1.2×1010/ml。
2. 建立了全細胞催化生產GABA的細胞轉化工藝。通過底物流加轉化,最終GABA產量達320-350 g/L,再經膜分離等純化手段,GABA回收率達80%以上,純度可達到90%。
3. 利用離子交換樹脂實現了GABA的分離純化,純度達到99.5%,超過日本味之素GABA生產的水平。
該項成果解決了酶法催化谷氨酸生產GABA的關鍵技術瓶頸(發明專利ZL201510229161.2)。
預期市場前景與效益:GABA產品本身的經濟效益:以功能食品的需求為例,世界需求量:5000-6000噸/年,中國需求量:3000-3200噸/年,產品缺口很大。食品級售價12萬/噸×3000噸/年,產值可以達到3.6億元;飼料添加劑級售價3萬/噸×40000噸/年,產值12億元。
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