一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法与流程

本申请属于生物，尤其涉及一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法。

背景技术：

1、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，gaba）是一种四碳的非蛋白质氨基酸，普遍存在于植物、动物和微生物中。在生物体内由l-谷氨酸（l-glu）或者l-谷氨酸钠（l-msg）经过谷氨酸脱羧酶的作用，脱去一分子羧基而形成。因其可以保护植物免受各种病原体侵害、参与人体内血压、心率等心血管疾病的调节，还能作为工业生产尼龙合成前体的原料而被广泛应用于食品添加剂、畜牧、医药和化工等领域。

2、富含gaba的各类产品的开发也成为国内外研究的热点，但咖啡豆中gaba含量不高。对于咖啡豆中γ-氨基丁酸的富集现在主要采用的方法是微生物发酵法富集，例如公开号为cn113151369a《一种发酵富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法》中，其通过采用乳酸菌作为发酵菌株对咖啡豆进行发酵处理，发酵咖啡豆中gaba产量可达到137.725mg/100g，比未发酵云南小粒咖啡豆的gaba含量提高了5.75倍。

3、基于咖啡的市场占有量以及gaba的价值，对于本领域技术人员来说，如何提高咖啡豆中gaba的含量具有重要的意义。

技术实现思路

1、本申请提供一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，通过对咖啡豆进行蒸汽微爆破处理以后，将咖啡豆在l-谷氨酸溶液浸泡预处理，最后对咖啡豆进行双歧杆菌混合发酵，即可获得γ-氨基丁酸富集效果较好地咖啡豆。该方法对γ-氨基丁酸富集效果更好，相比较未经该方法处理的咖啡豆的γ-氨基丁酸含量提高了12.25倍。

2、本申请中的一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，包括以下步骤：

3、（1）蒸汽微爆破处理

4、将咖啡豆用水润湿后置于蒸汽爆破处理装置中进行蒸汽微爆破处理；其中，蒸汽温度为90-105℃，压力为0. 08-0.15mpa，保压时间30-60s；

5、（2）咖啡豆l-谷氨酸溶液浸泡处理

6、将蒸汽微爆破处理后的咖啡豆置于l-谷氨酸溶液中浸泡处理；l-谷氨酸溶液的浓度为25~100 mmol/l；

7、（3）双歧杆菌混合发酵

8、将l-谷氨酸溶液浸泡处理后的咖啡豆进行双歧杆菌混合发酵，即得富集了γ-氨基丁酸的咖啡豆；所述双歧杆菌混合发酵为双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌一起混合发酵。

9、本申请中的双歧杆菌、保加利亚乳杆菌以及嗜热链球菌均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，均为公众可以获得的生物材料，双歧杆菌平台编号：bio-67241；保加利亚乳杆菌平台编号：bio-16727；嗜热链球菌平台编号：bio-67283。

10、进一步地，所述双歧杆菌混合发酵条件为：咖啡豆与水的液固比为1:1.5-3.0（g/ml）、发酵温度为30-38℃、发酵时间为24-72h、发酵菌剂的添加量为1.5-5wt%。

11、进一步地，所述双歧杆菌混合发酵时双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌三者的重量比例为2.5:1:1。

12、进一步地，所述步骤（1）中在进行蒸汽微爆破处理时，蒸汽温度为100℃，压力为0.1mpa，保压时间45s。

13、本申请的机理：

14、本申请中在对咖啡豆进行蒸汽爆破处理时，并未采用常规的蒸汽爆破处理工艺，而是在相对较低地温度、较低地压力以及较短地处理时间条件下进行的蒸汽微爆破处理，从而获得有利于l-谷氨酸溶液浸泡时l-谷氨酸更好分散在咖啡豆内部的空隙中，进而有利于掺杂了l-谷氨酸的咖啡豆在双歧杆菌混合发酵过程中更加显著地富集得到高含量gaba的咖啡豆。

15、实验发现，若蒸汽爆破处理时，温度压力更高，且保压时间更长，反而会对咖啡豆内部的空隙结构产生破坏，由此使得l-谷氨酸溶液浸泡时l-谷氨酸并不能更好分散在咖啡豆内部的空隙中，并最终使得发酵时转化为gaba的量较少，从而不能起到有效富集gaba的目的。

16、与现有技术相比较，本申请的有益效果是：

17、（1）本申请中的富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，通过先对咖啡豆进行蒸汽微爆破处理，适当的蒸汽微爆破处理使得咖啡豆内部变得更加蓬松；经过蒸汽微爆破处理以后的咖啡豆经过l-谷氨酸溶液浸泡处理时，l-谷氨酸溶液充分分散在咖啡豆内部的空隙中；经过l-谷氨酸溶液浸泡处理的咖啡豆最后进行双歧杆菌混合发酵；即制备得到富集了γ-氨基丁酸的咖啡豆，富集后咖啡豆中gaba产量可达到306.11mg/100g，比未发酵咖啡豆的gaba（25.05mg/100g）含量平均提高了12.22倍。

技术特征：

1.一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述双歧杆菌混合发酵条件为：咖啡豆复水比为1:1.5-3.0、发酵温度为30-38℃、发酵时间为24-72h、发酵菌剂的添加量为1.5-5wt%。

3.根据权利要求2中所述的一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述双歧杆菌混合发酵时双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌三者的重量比例为2.5:1:1。

4.根据权利要求1中所述的一种富集咖啡豆中γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述步骤（1）中在进行蒸汽微爆破处理时，蒸汽温度为100℃，压力为0.1mpa，保压时间45s。

技术总结本申请是关于一种富集咖啡豆中γ‑氨基丁酸的方法，属于生物技术领域。该方法，包括以下步骤：（1）蒸汽微爆破处理；将咖啡豆用水润湿后置于蒸汽爆破处理装置中进行蒸汽微爆破处理；其中，蒸汽温度为90‑105℃，压力为0.08‑0.15Mpa，保压时间30‑60s；（2）咖啡豆L‑谷氨酸溶液浸泡处理；（3）双歧杆菌混合发酵；将L‑谷氨酸溶液中浸泡处理后的咖啡豆进行双歧杆菌混合发酵，即得富集了γ‑氨基丁酸的咖啡豆；所述双歧杆菌混合发酵为双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌一起混合发酵。技术研发人员：刘波,康丽君受保护的技术使用者：云南米利天然香料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20